DE202012010673U1 - Steckverbinder mit externen Kontakten - Google Patents

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Abstract

Ein Stecker umfassend: eine Nase geeignet, um während eines Zusammenfüge-Ereignisses in eine Steckerbuchse eingeführt zu werden, wobei die Nase erste und zweite gegenüberliegende Oberflächen zusammen mit dritten und vierten gegenüberliegenden Oberflächen umfasst, die sich zwischen den ersten und zweiten Oberflächen erstrecken, wobei die Nase eine Breite zwischen 5–10 mm, eine Dicke zwischen 1–3 mm und eine Einführtiefe zwischen 5–15 mm aufweist; einen erster Kontaktbereich, welcher an der ersten Oberfläche der Nase gebildet ist, wobei der erste Kontaktbereich acht sequentiell nummerierte externe Kontakte umfasst, welche entlang einer ersten Reihe beabstandet sind, wobei die sequentiell nummerierten Kontakte ein erstes Paar von Datenkontakten bei den Stellen 2 und 3, ein zweites Paar von Datenkontakten an den Stellen 6 und 7, und einen ersten Leistungskontakt umfassen, welcher zwischen den ersten und zweiten Paaren von Datenkontakten positioniert ist; und wobei die Kontakte an den Stellen 1, 4, 5, und 8 DC-Signale und/oder...

Description

  • QUERVERWEISE AUF ÄHNLICHE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung ist eine Fortsetzung der US Anmeldung Nr. 13/607,366, eingereicht am 7. September 2012; welche den Vorteil der vorläufigen US Anmeldung Nr. 61/556,692, eingereicht am 7. November 2011, der vorläufigen US Patentanmeldung Nr. 61/565,372, eingereicht am 30. November 2011 und der vorläufigen US Patentanmeldung 61/694,423, eingereicht am 29. August 2012, beansprucht, welche gemeinschaftlich zugewiesen wurden und deren Offenbarung hiermit durch Verweis in ihrer Gesamtheit eingebunden wird.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf elektronische Steckverbinder wie beispielsweise Audio- und Datensteckverbinder.
  • Standardaudiosteckverbinder oder Stecker sind verfügbar in drei Größen gemäß dem Außendurchmesser des Steckers: ein 6,35 mm (1/4'') Stecker, ein 3,5 mm (1/8'') Miniaturstecker und ein 2,5 mm (3/32'') Subminiaturstecker. Die Stecker weisen eine mehrere leitende Bereiche auf, die sich entlang der Länge des Steckverbinders in bestimmten Teilen des Steckers wie beispielsweise der Spitze, Muffe und einem oder mehreren mittleren Teilen zwischen der Spitze und Muffe erstrecken, weshalb die Steckverbinder oftmals als TRS (Spitze (tip), Ring (ring) und Muffe (sleeve)) Steckverbinder bezeichnet werden.
  • Die 1A und 1B stellen Beispiele von Audiosteckern 10 und 20 dar, die drei beziehungsweise vier leitende Teile aufweisen. Wie in 1A gezeigt, weist der Stecker 10 eine leitende Spitze 12, eine leitende Muffe 16 und einen leitenden Ring 14, der elektrisch von der Spitze 12 und der Muffe 16 durch Isolierringe 17 und 18 isoliert ist, auf. Die drei leitenden Teile 12, 14, 16 sind für linke und rechte Audiokanäle und eine Masseverbindung vorgesehen. Stecker 20, gezeigt in 1B, weist vier leitende Teile auf: Eine leitende Spitze 22, eine leitende Muffe 26 und zwei leitende Ringe 24, 25 und wird daher manchmal als TRRS (Spitze (tip), Ring (ring), Ring (ring), Muffe (sleeve)) Steckverbinder bezeichnet. Die vier leitenden Teile sind elektrisch isoliert durch Isolierringe 27, 28 und 29 und werden typischerweise für linke und rechte Audio-, Mikrofon-, und Massesignale verwendet. Wie aus den 1A und 1B ersichtlich, ist jeder der Audiostecker 10 und 20 orientierungsagnostisch. Das heißt, die leitenden Teile umgeben den Steckverbinder vollständig, 360 Grad Kontakte bildend, sodass es keine bestimmte Oberseite, Unterseite oder Seite zu dem Steckerteil der Steckverbinder gibt.
  • Wenn Stecker 10 und 20 3,5 mm Miniatursteckverbinder sind, ist der äußere Durchmesser der leitenden Muffe 16, 26 und der leitenden Ringe 14, 24, 25 3,5 mm und ist die Einführlänge des Steckverbinders 14 mm. Für 2,5 mm Subminiatursteckverbinder ist der äußere Durchmesser der leitenden Muffe 2,5 mm und die Einführlänge des Steckverbinders ist 11 mm lang. Solche TRS und TRRS Steckverbinder werden in vielen kommerziell verfügbaren MP3 Playern und Smartphones als auch in anderen elektronischen Vorrichtungen verwendet. Elektronische Vorrichtungen wie beispielsweise MP3 Player und Smartphones werden fortlaufend designt, dass sie dünner und kleiner sind, und/oder Videoanzeigen mit Bildschirmen aufweisen, die so nahe wie möglich an die äußere Kante der Vorrichtungen heraus gedrückt werden. Der Durchmesser und die Länge aktueller 3,5 mm und sogar 2,5 mm Audiosteckverbindern sind beschränkende Faktoren beim kleiner und dünner machen solcher Vorrichtungen beim Ermöglichen der Vergrößerung der Anzeigen für einen gegebenen Formfaktor.
  • Viele Standarddatensteckverbinder sind auch nur in Größen verfügbar, die beschränkende Faktoren sind beim Verkleinern von tragbaren elektronischen Vorrichtungen. Zusätzlich, und im Gegensatz zu den TRS Steckverbindern, die oben diskutiert wurden, erfordern viele Standarddatensteckverbinder, dass sie mit einem entsprechenden Steckverbinder in einer einzigen, spezifischen Orientierung zusammenpassen. Solche Steckverbinder können als polarisierte Steckverbinder bezeichnet werden. Als ein Beispiel für einen polarisierten Steckverbinder stellen die 2A und 2B einen Mikro-USB-Steckverbinder 30 dar, der der kleinste der derzeit verfügbaren USB-Steckverbinder ist. Steckverbinder 30 weist einen Körper 32 und eine metallene Schale 34 auf, die sich von dem Körper 32 erstreckt und in eine entsprechende Steckerbuchse eingeführt werden kann. Wie in den 2A, 2B gezeigt, hat die Schale 34 gewinkelte Ecken 35, gebildet an einer ihrer Bodenplatten. In ähnlicher Weise hat die Steckerbuchse (nicht gezeigt), mit der der Steckverbinder 30 zusammenpasst, eine Einführöffnung mit passenden, gewinkelten Eigenschaften, wodurch verhindert wird, dass die Schale 34 auf falsche Weise in die Steckerbuchse eingeführt wird. Das heißt, es kann nur auf eine Weise eingeführt werden – in einer Orientierung, in der die gewinkelten Teile der Schale 34 einfluchten mit den zusammenpassenden gewinkelten Teilen in der Steckerbuchse. Es ist manchmal schwierig für den Nutzer, zu bestimmen, wann ein polarisierter Steckverbinder, wie beispielsweise der Steckverbinder 30, in der korrekten Einführposition orientiert ist.
  • Der Steckverbinder 30 weist auch einen inneren Hohlraum 38 innerhalb der Schale 34 zusammen mit Kontakten 36 gebildet innerhalb des Hohlraumes auf. Der Hohlraum 38 neigt dazu, Fremdkörper innerhalb des Hohlraumes zu sammeln und aufzufangen, was manchmal die Signalverbindungen zu den Kontakten 36 stören kann. Ebenso, und zusätzlich zu dem Orientierungsproblem, auch wenn der Steckverbinder 30 richtig ausgerichtet ist, sind das Einführen und das Herausziehen des Steckverbinders nicht präzise und kann eine inkonsistente Haptik haben. Ferner, auch wenn der Steckverbinder vollständig eingeführt ist, kann es einen unerwünschten Grad von Wackeln haben, das entweder in einer fehlerhaften Verbindung oder in einem Bruch resultiert.
  • Viele anderen üblicherweise verwendeten Datensteckverbinder, einschließlich Standard USB-Steckverbinder, Mini-USB-Steckverbinder, FireWire Steckverbinder, als auch viele der firmeneigenen Steckverbinder, die mit üblichen tragbaren Medienelektronikvorrichtungen verwendet werden, leiden an manchen oder all diesen Defiziten oder an ähnlichen Defiziten.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung betreffen elektronische Steckverbinder, die manche oder alle der oben beschriebenen Defizite verbessern. Andere Ausführungsformen der Erfindung betreffen Verfahren der Herstellung solcher elektronischer Steckverbinder als auch elektronischer Vorrichtungen, die solche Steckverbinder aufweisen.
  • Im Hinblick auf die Mängel in den derzeit verfügbaren elektronischen Steckverbindern, wie oben beschrieben, beziehen sich die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf verbesserte Stecker, die eine reduzierte Steckerlänge und Dicke, eine intuitive Einführorientierung und ein gleichmäßige, konsistente Haptik aufweisen, wenn sie in ihre entsprechende Steckerbuchse eingeführt oder herausgezogen werden. Zusätzlich weisen manche Ausführungsformen der Stecker gemäß der vorliegenden Erfindung nur externe Kontakte auf und weisen keine Kontakte auf, die innerhalb eines internen Hohlraums positioniert sind, der dazu neigt, Fremdkörper zu sammeln und aufzufangen.
  • Eine bestimmte Ausführungsform der Erfindung betrifft einen unpolarisierten Vielfachorientierungsstecker, der externe Kontakte hat, die durch ein Steckverbinder-Nase getragen werden. Der Steckverbinder-Nase kann in mindestens zwei verschiedenen Einführorientierungen in eine entsprechende Steckerbuchse eingeführt werden. Kontakte werden auf ersten und zweiten Oberflächen der Nase gebildet und in einem symmetrischen Layout angeordnet, sodass die Kontakte mit den Kontakten der Steckerbuchse in einer der mindestens zwei Einführorientierungen ausgerichtet sind. Einer oder mehrere individuelle Kontakte in der ersten Vielzahl von Kontakten sind elektronisch gekoppelt innerhalb der Nase oder Körpers des Steckverbinders mit einem entsprechenden Kontakt in der zweiten Vielzahl von Kontakten. Zusätzlich kann der Steckverbinder-Nase selbst eine symmetrische Querschnittsform haben, um den Multi-Orientierungsaspekt dieser Ausführungsform zu unterstützen.
  • Eine andere Ausführungsform betrifft einen Dualorientierungsstecker, der einen Körper und einen 180 Grad symmetrischen Metall Nase, verbunden mit und sich longitudinal erstreckend von dem Körper, aufweist. Der Nase weist erste und zweite gegenüberliegende Hauptoberflächen, dritte und vierte gegenüberliegende Unteroberflächen auf, die sich zwischen den ersten und zweiten Hauptoberflächen erstrecken. Ein erster Kontaktbereich, der bei der ersten Hauptoberfläche der Nase gebildet wird, weist eine erste Vielzahl von externen Kontakten auf, die entlang einer ersten Reihe räumlich getrennt sind. Ein zweiter Kontaktbereich, gebildet bei der zweiten Hauptoberfläche der Nase, weist eine zweite Vielzahl von externen Kontakten auf, die räumlich getrennt entlang einer zweiten Reihe, die die erste Reihe spiegelt, räumlich getrennt sind. Jeder individuelle Kontakt in der ersten Vielzahl von Kontakten ist elektronisch verbunden innerhalb der Nase oder des Körpers mit einem entsprechenden Kontakt in der zweiten Vielzahl von Kontakten und das elektrische Material wird zwischen den benachbarten Kontakten in den ersten und zweiten Reihen und zwischen den Kontakten und dem Metall Nase gefüllt. In manchen Ausführungsformen werden erste und zweite Rückhalteeigenschaften, die geeignet sind, mit den Rückhalteeigenschaften auf einer entsprechenden Steckerbuchse einzugreifen, gebildet auf der dritten und vierten Unteroberflächen der Nase.
  • Wieder eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft einen Stecker, der einen Körper und ein Nase aufweist, verbunden mit und sich von dem Körper weg erstreckend. Der Nase weist erste und zweite gegenüberliegende Hauptoberflächen auf, zusammen mit dritten und vierten gegenüberliegenden Unteroberflächen, die sich zwischen den ersten und zweiten Hauptoberflächen erstrecken. Ein erster Kontaktbereich, der acht sequentiell nummerierte externe Kontakte räumlich getrennt entlang einer ersten Reihe aufweist, wird bei der ersten Hauptoberfläche der Nase gebildet. Die sequentiell nummerierten Kontakte weisen erste und zweite Kontakte auf, die vorgesehen sind für Datensignale bei den Positionen 2 und 3, erste und zweite Leistungskontakte, elektrisch gekoppelt miteinander und vorgesehen für Leistung bei den Positionen 4 und 5, und dritte und vierte Kontakte, vorgesehen für Datensignale bei den Positionen 6 und 7. In manchen Ausführungsformen weist der Stecker ferner einen Zubehör-Leistung-Kontakt bei einer der Positionen 1 oder 8 auf, und einen ID-Kontakt bei der anderen der Positionen 1 oder 8. In manchen Ausführungsformen hat der Stecker auch einen zweiten Kontaktbereich gebildet bei der zweiten Hauptoberfläche der Nase, die acht sequentiell nummerierte externe Kontakte räumlich getrennt entlang einer zweiten Reihe aufweist. Die zweite Reihe liegt direkt gegenüber von der ersten Reihe und spiegelt die erste Reihe, und jeder individuelle Kontakt in der ersten Reihe wird elektrisch mit einem entsprechenden Kontakt in der zweiten Reihe verbunden.
  • Wieder eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft einen reversiblen Stecker, der einen Körper und einen Steckverbinder Nase, gekoppelt mit und sich von dem Körper weg erstreckend, aufweist. Der Nase weist erste und zweite gegenüberliegende Flächen auf, zusammen mit dritten und vierten gegenüberliegenden Oberflächen, die sich zwischen den ersten und zweiten Oberflächen erstrecken. Ein erster Kontaktbereich wird bei der ersten Oberfläche der Nase gebildet, der acht externe Kontakte räumlich getrennt entlang einer ersten Reihe aufweist. Ein zweiter Kontaktbereich wird bei der zweiten Oberfläche der Nase gebildet, der acht externe Kontakte, räumlich getrennt entlang einer zweiten Reihe, in Kontakt-Positionen, die die Kontakt-Positionen in der ersten Reihe spiegeln, aufweist. In einer Version dieser Ausführungsform weist jede der ersten und zweiten Reihen einen einzelnen Massekontakt vorgesehen für die Erdung auf, ein erstes Paar von Datenkontakten, die zum Übertragen von Datensignalen gemäß eines ersten Kommunikationsprotokolls verwendet werden können, und ein zweites Paar von Datenkontakten, die zum Übertragen von Datensignalen gemäß eines zweiten Kommunikationsprotokolls, das sich von dem ersten Kommunikationsprotokoll unterscheidet, verwendet werden können. Zusätzliche Versionen dieser Ausführungsform können weiter ein oder mehrere von einem Leistungs-In-Kontakt aufweisen, vorgesehen zum Übertragen eines ersten Leistungssignals bei einer ersten Spannung, eines Leistungs-Out-Kontakts, geeignet, um ein zweites Leistungssignal bei einer zweiten Spannung, die niedriger ist als die erste Spannung, zu übertragen, und ein ID-Kontakt, der in der Lage ist, ein Konfigurationssignal zu übertragen, das die Kommunikationsprotokolle identifiziert, die durch die ersten und zweiten Paare von Datenkontakten verwendet werden. In verschiedenen zusätzlichen Versionen dieser Ausführungsform werden die Kontakte gemäß einer oder mehrerer der folgenden Regeln angeordnet: (i) das erste Paar von Datenkontakten in den ersten und zweiten Reihen wird in einem gespiegelten Verhältnis einander direkt gegenüberliegend positioniert, (ii) das zweite Paar von Datenkontakten in der ersten Reihe und den zweiten Reihen werden in einem gespiegelten Verhältnis einander direkt gegenüberliegend positioniert, (iii) Massekontakte in den ersten und zweiten Reihen werden in einer diagonalen Beziehung zueinander über eine Mittelachse des Steckverbinders positioniert; (iv) der erste Leistungskontakt in den ersten und zweiten Reihen wird in einer diagonalen Beziehung zueinander über eine Mittelachse des Steckverbinders positioniert; (v) die ID-Kontakte in den ersten und zweiten Reihen werden in einer diagonalen Beziehung zueinander über eine erste Viertellinie des Steckverbinders positioniert; und (vi) die zweiten Leistungskontakte in der ersten und zweiten Reihe werden in einer diagonalen Beziehung zueinander über eine zweite Viertellinie des Steckverbinders positioniert.
  • Um das Wesen und die Vorteile der vorliegenden Erfindung besser zu verstehen, sollte auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Figuren Bezug genommen werden. Dennoch versteht sich, dass jede der Figuren nur zu Illustrationszwecken zur Verfügung gestellt wird, und dass sie nicht als Definition der Grenzen des Umfangs der vorliegenden Erfindung verstanden werden soll. Ebenso als allgemeine Regel und sofern entgegen der Beschreibung nicht offensichtlich ist, sind dort, wo Elemente in verschiedenen Figuren identische Bezugszeichen verwenden, die Elemente entweder identisch oder zumindest ähnlich in der Funktion oder dem Zweck.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1A und 1B zeigen perspektivische Ansichten der zuvor bekannten TRS beziehungsweise TRRS Audio-Stecker;
  • 2A zeigt eine perspektivische Ansicht eines zuvor bekannten Mikro-USB-Steckers, während 2B eine Frontansicht des Mikro-USB-Steckverbinders, der in 2A gezeigt ist, zeigt;
  • 3A ist eine vereinfachte Draufsicht eines Steckers 40 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3B und 3C sind vereinfachte Seiten- beziehungsweise Frontansichten des Steckverbinders 40, gezeigt in 3A;
  • 4A–4E sind Frontansichten von alternativen Ausführungsformen des Steckverbinders 40 gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 5A und 5B sind vereinfachte Drauf- und Seitenansichten eines Steckers 50 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5C und 5D sind vereinfachte drauf- und bodenperspektivische Ansichten einer Ausführungsform eines Masserings, der in manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung enthalten sein kann;
  • 6A ist eine vereinfachte Draufsicht auf einen Stecker 60 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 6B ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Masserings gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 7A–7H sind vereinfachte Draufsichten von Kontaktlayouts innerhalb des Kontaktbereichs 46 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung;
  • 8A und 8B sind vereinfachte Ansichten einer Ausführungsform eines Steckers 80, der vier Kontakte auf jeder gegenüberliegenden Hauptoberfläche der Nase 44 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;
  • 8C ist eine vereinfachte Querschnittsansicht des Steckers 80, gezeigt in den 8A und 8B, aufgenommen entlang der Linie A-A';
  • 9A und 9B sind Diagramme, die die Ausrichtung der Kontakte im Stecker 80 mit den entsprechenden Kontakten in der Steckerbuchse 85 in unterschiedlichen Einführorientierungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellen;
  • 10A und 10B sind vereinfachte Ansichten einer anderen Ausführungsform eines Steckers 90, der vier Kontakte auf jeder gegenüberliegenden Oberfläche der Nase 44 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat;
  • 10C ist eine vereinfachte querschnittsschematische Ansicht eines Steckers 90, gezeigt in 10A, aufgenommen entlang der Linie B-B';
  • 11A und 11B sind Diagramme, die die Ausrichtung der Kontakte in dem Stecker 90 mit den entsprechenden Kontakten in der Steckerbuchse 85 in unterschiedlichen Einführorientierungen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellen;
  • 12A ist eine vereinfachte Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Steckers 99, der drei Kontakte auf jeder gegenüberliegenden Oberfläche der Nase 44 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat;
  • 12B und 12C sind Diagramme, die die Ausrichtung von Kontakten in dem Stecker 99 mit entsprechenden Kontakten in der Steckerbuchse 95 in unterschiedlichen Einführungsorientierungen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
  • 13A ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Steckers 100, der acht Kontakte, gebildet auf jeder gegenüberliegenden Oberfläche der Nase 44, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, hat;
  • 13B und 13C sind eine vereinfachte Draufsicht und eine Ansicht von unten des Steckers 100, gezeigt in 13A;
  • 14A ist ein Diagramm, das eine Pinbelegungsanordnung des Steckverbinders 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
  • 14B ist ein Diagramm, das eine Pinbelegungsanordnung des Steckverbinders 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
  • 15A ist eine schematische Repräsentation einer Steckerbuchse 140 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 15B ist eine Vordergrundrissansicht der Steckerbuchse 140 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 15C und 15D sind Diagramme, die eine Pinbelegungsanordnung des Steckverbinders 140 gemäß zweier unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung darstellen, konfiguriert, um mit den Steckern, die eine Pinbelegung 106A beziehungsweise 106B aufweisen, zusammenzupassen, wie in den 14A und 14B gezeigt;
  • 16A–16K sind vereinfachte Ansichten, die eine Sequenz von Ereignissen, assoziiert mit dem Zusammenstecken des Steckers 100 mit der Steckerbuchse 140, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellen;
  • 17 ist eine schematische Repräsentation der Steckerbuchse 140, gekoppelt an die schaltende Schaltung 150 innerhalb einer Host-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 18 ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines USB-Lade-/Adapterkabels 160, das einen USB-Steckverbinder an einem Ende aufweist und einen Steckverbinder gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung am anderen Ende aufweist;
  • 19A ist ein Diagramm, das Pin-Positionen von dem Stecker 162, gezeigt in 18, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, darstellt, wo der Steckverbinder 162 mit der Pinbelegung, gezeigt in 14A, kompatibel ist;
  • 19B ist ein Diagramm, das Pin-Positionen von dem Stecker 162, gezeigt in 18, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung darstellt, wo der Steckverbinder 162 mit der Pinbelegung aufgezeigt in 14B kompatibel ist;
  • 20 ist eine vereinfachte schematische Repräsentation des USB-Laders/Adapters 160 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 21 ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer Dockingstation 170 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 22 ist eine vereinfachte Draufgrundrissansicht von einem Videoadapter 180 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 23A ist ein Diagramm, das Pin-Positionen von dem Stecker 182, gezeigt in 22, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt, wo der Steckverbinder 182 mit der Pinbelegung, gezeigt in 14A, kompatibel ist;
  • 23B ist ein Diagramm, das Pin-Positionen von dem Stecker 182, gezeigt in 22, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt, wo der Steckverbinder 182 mit der Pinbelegung, gezeigt in 14B, kompatibel ist;
  • 24 ist eine vereinfachte schematische Repräsentation des Videoadapters 180 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 25 ist eine vereinfachte Draufgrundrissansicht eines SD-Karten-Adapters 190 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 26A ist ein Diagramm, das Pin-Positionen des Steckers 192, gezeigt in 25, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt, wo der Steckverbinder 192 mit der Pinbelegung, gezeigt in 14A, kompatibel ist;
  • 26B ist ein Diagramm, das Pin-Positionen des Steckers 192, gezeigt in 25, gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung darstellt, wo der Steckverbinder 192 kompatibel ist mit der Pinbelegung, gezeigt in 14B;
  • 27 ist eine vereinfachte schematische Repräsentation des Videoadapters 190 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 28A ist eine vereinfachte schematische Repräsentation eines Zubehöradapters 200 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 28B ist ein Diagramm, das die Pinbelegung des Steckverbinders 205, der innerhalb des Adapters 200 beinhaltet ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
  • 29 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte, assoziiert mit der Herstellung des Steckverbinders 100, gezeigt in den 13A–13C, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt;
  • 30A–30F stellen verschiedene Ansichten des Steckverbinders 100 bei unterschiedlichen Stufen der Herstellung, mit Bezug zu 29 diskutiert, dar;
  • 31 ist ein Flussdiagramm, das verschiedene Unterschritte assoziiert mit dem Anbringen von Kontaktanordnungen auf eine gedruckte Leiterplatte, wie im Schritt 130 erfolgt und in 29 gezeigt, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 32 ist ein vereinfachtes illustratives Blockdiagramm einer elektronischen Medienvorrichtung, in welcher Ausführungsformen der Erfindung aufgenommen werden können oder benutzt werden können; und
  • 33 stellt eine illustrative Darstellung von einer bestimmten Ausführungsform einer elektronischen Medienvorrichtung dar, geeignet zur Benutzung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wird jetzt im Detail mit Bezug zu bestimmten Ausführungsformen davon, wie in den dazugehörigen Zeichnungen dargestellt, beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Es wird jedoch für den Fachmann offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung auch ohne manche oder alle dieser spezifischen Details ausgeführt werden kann. In anderen Fällen wurden wohlbekannte Details nicht im Detail beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht unnötigerweise unklar zu machen.
  • Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf die 3A–3C Bezug genommen, die vereinfachte Drauf-, Seiten-, bzw. Frontansichten eines Dualorientierungssteckers 40 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind. Steckverbinder 40 weist einen Körper 42 und ein Nasenstück 44, das sich longitudinal von dem Körper 42 in einer zur Länge des Steckverbinders 40 parallelen Richtung erstreckt, auf. Wie in den 3A und 3B gezeigt, kann ein Kabel 43 optional an den Körper 42 an einem Ende gegenüber dem Nasenstücks 44 angebracht werden. Die Nase 44 ist so dimensioniert, dass es während des Zusammenfüge-Ereignisses in eine entsprechende Steckerbuchse eingeführt wird und weist einen ersten Kontaktbereich 46a, welcher auf einer ersten Hauptoberfläche 44a gebildet ist, und einen zweiten Kontaktbereich 46b (nicht gezeigt in den 3A–3C), welcher auf einer zweiten Hauptoberfläche 44b gegenüber der Oberfläche 44a gebildet ist, auf. Nase 44 weist ebenfalls erste und zweite gegenüberliegende Seitenflächen 44c, 44d auf, die sich zwischen den ersten und zweiten Hauptoberflächen 44a, 44b erstrecken.
  • Die Kontaktbereiche 46a und 46b sind zwischen den gegenüberliegenden Seitenflächen 44c und 44d zentriert, und eine Mehrzahl von externen Kontakten (nicht gezeigt in den 3A–3C) können an einer äußeren Oberfläche der Nase 44 in jedem Kontaktbereich gebildet werden. Die Kontakte können erhöht, vertieft, oder bündig sein mit der externen Oberfläche der Nase 44 und so innerhalb der Kontaktbereiche positioniert sein, dass, wenn die Nase 44 in eine entsprechende Steckerbuchse eingeführt wird, sie elektrisch mit den entsprechenden Kontakten in der Steckerbuchse gekoppelt werden können. In manchen Ausführungsformen sind die Mehrzahl von Kontakten selbstsäubernde Wischkontakte, die, nachdem sie anfänglich während eines Zusammenfüge-Ereignisses mit einem Steckerbuchsenkontakt in Berührung kommen, weiter hinter den Steckerbuchsenkontakt mit einer Wischbewegung gleiten, bevor sie eine endgültige, erwünschte Kontaktposition erreichen. Kontakte innerhalb der Bereiche 46a und 46b können aus Kupfer, Nickel, Messing, Edelstahl, einer Metall-Legierung, oder jedem anderen geeigneten leitenden Material oder einer Kombination von leitenden Materialien hergestellt werden. In manchen Ausführungsformen können Kontakte auf Oberflächen 44a und 44b unter Verwendung von Techniken ähnlich derer, die verwendet werden, um Kontakte auf Leiterplatten zu drucken, gedruckt werden. In manchen anderen Ausführungsformen können die Kontakte von einem Stanzgitter gestempelt werden, positioniert innerhalb der Bereiche 46a und 46b und umgeben durch dielektrisches Material.
  • In manchen Ausführungsformen können ein oder mehrere Massekontakte auf dem Nase 44 gebildet werden. Z. B. zeigen die 3A und 3B einen Massekontakt 47a gebildet auf der ersten Seitenfläche 44c und einen Massekontakt 47b gebildet auf der zweiten Seitenfläche 44d gegenüber dem Massekontakt 47a. Als ein weiteres Beispiel können ein oder mehrere Massekontakte auf der Endoberfläche 44e an der fernen Spitze des Steckverbinders 40 zusätzlich zu oder an der Stelle von den Massekontakten 47a, 47b gebildet werden. In manchen Ausführungsformen kann jeder der ein oder mehreren Massekontakte auf einem äußeren Teil seiner jeweiligen Seitenfläche gebildet werden oder einen Teil des äußeren Teils bilden. In anderen Ausführungsformen können die ein oder mehreren Massekontakte innerhalb von und/oder als Teil einer Tasche, Vertiefung, Kerbe, oder einem ähnlichen vertieften Bereich auf jeder der Seitenflächen 44c, 44d, die operativ mit einem Rückhaltemechanismus in einer entsprechenden Steckerbuchse ineinander greifen, gebildet werden, wie unten im Detail beschrieben.
  • Der Nase 44 kann ein 180-Grad-symmetrisches, Doppelorientierungsdesign haben, welches dem Steckverbinder ermöglicht, in eine entsprechende Steckerbuchse eingeführt zu werden, sowohl in einer ersten Orientierung, in der die Oberfläche 44a nach oben gerichtet ist, als auch in einer zweiten Orientierung, in der die Oberfläche 44a um 180 Grad gedreht ist und nach unten gerichtet ist. Um das orientierungsagnostische Merkmal des Steckverbinders 40 zu ermöglichen, ist der Steckverbinder 40 nicht polarisiert. Das heißt der Steckverbinder 40 weist keinen physikalischen Schlüssel auf, welcher konfiguriert ist, um mit einem passenden Schlüssel in einer entsprechenden Steckerbuchse zusammenzupassen und um sicherzustellen, dass das Zusammenfügen zwischen den zwei Steckverbindern nur in einer einzigen Orientierung erfolgt. Zusätzlich können die Kontakte innerhalb der Kontaktbereiche 46a und 46b so positioniert werden, dass individuelle Kontakte im Bereich 46a symmetrisch zu den individuellen Kontakten im Bereich 46b, die sich auf der gegenüberliegenden Seite der Nase 44 befinden, angeordnet sind, und Massekontakte, welche an der Spitze oder an den Seiten des Steckverbindernase 44 gebildet werden, können auch auf symmetrische Weise angeordnet werden. Die symmetrische Anordnung von Kontakten ermöglicht es den Kontakten des Steckers in jeder Region 46a oder 46b geeignet sich an den Kontakten in der Steckerbuchse unabhängig von der Orientierung auszurichten.
  • In manchen Ausführungsformen ist der Nase 44 so gebildet, dass, wenn der Nase in obere und untere Hälften entlang einer horizontalen Ebene, die das Zentrum der Nase 44 halbiert, geteilt wird (wie durch die Ebene P1 in 3C gezeigt), die physikalische Form des Querschnitts der oberen Hälfte der Nase im Wesentlichen der physikalischen Form des Querschnitts der unteren Hälfte entspricht. Ebenso, falls die Nase 44 in linke und rechte Hälften entlang einer vertikalen Ebene, die das Zentrum der Nase halbiert (wie durch die Ebene P2 in 3C gezeigt), geteilt wird, entspricht die physikalische Form der linken Hälfte der Nase im Wesentlichen der Form der rechten Hälfte. In anderen Dualorientierungsausführungsformen braucht die Querschnittsform der Nase 44 nicht vollständig symmetrisch zu sein, solange der Steckverbinder keinen Schlüssel aufweist, der verhindert, dass der Steckverbinder in eine entsprechende Steckerbuchse in zwei verschiedenen Orientierungen eingeführt wird und die Kontakte jeder Orientierung geeignet mit den Kontakten in der entsprechenden Steckerbuchse ausgerichtet werden.
  • Zusätzlich zur 180-Grad-symmetrischen, Dualorientierungsdesign verbinden Stecker gemäß mancher Ausführungsformen der Erfindung elektrisch jeden Kontakt, welcher an der Oberfläche 44a des Steckverbinders gebildet, mit einem entsprechenden Kontakt an der Oberfläche 44b der gegenüberliegenden Seite des Steckverbinders. Das heißt, in manchen Ausführungsformen der Erfindung wird jeder Kontakt im Kontaktbereich 46a elektrisch mit einem entsprechenden Kontakt in dem Kontaktbereich 46b verbunden. Somit wird jedes Signal, das durch den Stecker zu übertragen ist, sowohl über einen Kontakt innerhalb des Kontaktbereichs 46a als auch über einen Kontakt innerhalb des Bereichs 46b gesendet. Der Effekt dieses Aspekts mancher Ausführungsformen der Erfindung ist, dass die Anzahl der verschiedenen Signale, die durch eine bestimmte Anzahl von Kontakten übertragen werden können, auf die Hälfte reduziert wird, verglichen damit, falls die Kontakte, welche in den Bereichen 46a und 46b gebildet sind, voneinander elektrisch isoliert wären und für verschiedene Signale vorgesehen wären. Dieses Merkmal bietet jedoch dadurch einen Vorteil, dass die entsprechende Steckerbuchse nur auf einer Oberfläche innerhalb seines Hohlraums Kontakte aufweisen muss (z. B. eine obere Oberfläche oder eine untere Oberfläche). Die Steckerbuchse kann somit dünner hergestellt werden als eine Steckerbuchse mit Kontakten sowohl auf der oberen als auch der unteren Oberfläche seines Hohlraums, was wiederum ermöglicht, dass ein elektronisches Gerät, in dem die Steckerbuchse untergebracht ist, dünner sein kann.
  • Der Körper 42 ist im Allgemeinen das Teil des Steckverbinders 40, das ein Benutzer halten wird, wenn er den Steckverbinder 40 in eine entsprechende Steckerbuchse einführt oder davon entfernt. Der Körper 42 kann aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden und in manchen Ausführungsformen wird es aus einem dielektrischen Material hergestellt, wie beispielsweise ein thermoplastisches Polymer, gebildet in einem Spritzgussverfahren. Obwohl nicht in den 3A oder 3B gezeigt, kann ein Teil des Kabels 43 und ein Teil der Nase 44 sich innerhalb des Körpers 42 erstrecken und davon umschlossen sein. Elektrischer Kontakt zu den Kontakten in den Kontaktbereichen 46a, 46b kann hergestellt werden zu individuellen Drähte im Kabel 43 innerhalb des Körpers 42. In einer Ausführungsform weist das Kabel 43 eine Vielzahl von individuell isolierten Drähte auf, eines für jeden elektrischen eindeutigen Kontakt innerhalb der Bereiche 46a und 46b, die auf Bond-Pads auf einer Leiterplatte (PCB) gelötet werden, welche innerhalb des Körpers 42 untergebracht ist. Jedes Bond-Pad auf dem PCB ist elektrisch an einen entsprechenden individuellen Kontakt innerhalb eines der Kontaktbereiche 46a oder 46b gekoppelt. Außerdem können ein oder mehrere integrierte Schaltkreise (ICs) operativ innerhalb des Körpers 42 mit den Kontakten innerhalb der Bereiche 46a, 46b gekoppelt sein, um Informationen bezüglich des Steckverbinders 40 und/oder eines Zubehörs, zu dem der Steckverbinder gehört, bereitzustellen, oder um andere spezifische Funktionen auszuführen, wie unten im Detail beschrieben.
  • In der Ausführungsform, welche in den 3A und 3B dargestellt ist, hat der Körper 42 einen rechteckigen Querschnitt, der im Allgemeinen in der Form mit dem Querschnitt der Nase 42 zusammenpasst, aber etwas größer ist. Wie in Bezug auf die 4A–4E diskutiert, kann der Körper 42 jedoch eine Vielzahl von Formen und Größen haben. Zum Beispiel kann der Körper 42 einen rechteckigen Querschnitt mit gerundeten oder gewinkelten Ecken (bezeichnet als ”allgemein rechteckiger” Querschnitt), einen runden Querschnitt, einen ovalen Querschnitt, als auch viele andere passende Formen haben. In manchen Ausführungsformen haben sowohl der Körper 42 als auch die Nase 44 des Steckverbinders 40 die gleiche Querschnittsform und haben die gleiche Breite und Höhe (Dicke). Als ein Beispiel können der Körper 42 und der Nase 44 kombiniert werden, um einen im Wesentlichen flachen, einheitlichen Steckverbinder zu bilden, in dem der Körper und die Nase als eins erscheinen. In weiteren Ausführungsformen hat der Querschnitt des Körpers 42 eine andere Form als der Querschnitt der Nase 44, z. B. kann der Körper 42 gekrümmte obere und untere und/oder gekrümmte Seitenflächen haben, während die Nase 44 im Wesentlichen flach ist.
  • Außerdem weist die Ausführungsform, welche in den 3A–3C gezeigt ist, den Steckverbinder 40 als Teil des Kabelverbinders auf. In manchen Ausführungsformen werden Stecker gemäß der Erfindung in Vorrichtungen wie beispielsweise Dockingstationen, Weckerradios, und anderem Zubehör oder elektronischen Vorrichtungen verwendet. In solchen Ausführungsformen kann der Nase 44 direkt aus einem Gehäuse, welches mit der Dockingstation, dem Weckerradio, oder anderem Zubehör oder elektronischen Vorrichtungen assoziiert ist, direkt herausragen. Das Gehäuse, welches mit dem Zubehör oder dem Gerät assoziiert ist, die sehr unterschiedlich zu dem Körper 42 gebildet sein können, kann dann als der Körper des Steckverbinders betrachtet werden.
  • Obwohl in den 3A–3C nicht gezeigt ist, dass die Nase 44 eine im Wesentlichen rechteckige und im Wesentlichen flache Form hat, können in manchen Ausführungsformen der Erfindung die ersten und zweiten Hauptoberflächen 44a, 44b zusammenpassende konvexe oder konkave Krümmungen zu ihnen oder einen zusammenpassenden vertieften Bereich aufweisen, welcher zentral zwischen den Seiten der Nase 44 angeordnet ist. Die Kontaktbereiche 46a und 46b können in den vertieften Bereichen gebildet werden und die vertieften Bereiche können sich z. B. von der fernen Spitze der Nase 44 bis zur Basis 42 erstrecken, oder können sich nur entlang eines Teils der Länge der Nase 44 erstrecken (z. B. zwischen 1/2 und 3/4 der Länge der Nase), an einem Punkt nahe der Basis 42 endend. Seitenflächen 44c und 44d können auch zusammenpassende konvexe oder konkave Krümmungen haben.
  • Im Allgemeinen spiegeln sich die Form und die Krümmung der Oberflächen 44a und 44b gegenseitig, wie die Form und die Krümmung der Oberflächen 44a und 44b, gemäß dem Dualorientierungsdesign des Steckverbinders 40, wie unten beschrieben. Zusätzlich, obwohl die 3A–3C Oberflächen 44c, 44d mit einer Breite zeigen, die signifikant kleiner ist als die der Oberflächen 44a, 44b (z. B. weniger als oder gleich einem Viertel oder einer Hälfte der Breite der Oberflächen 44a, 44b), haben in manchen Ausführungsformen der Erfindung die Oberflächen 44c, 44d eine Breite, die sehr ähnlich oder sogar gleich oder breiter ist als die der Oberflächen 44a, 44b.
  • Die 4A–4E sind vereinfachte Frontansichten der Ausführungsformen des Steckverbinders 40, in denen der Körper 42 und/oder die Nase 44 verschiedene Querschnittsformen haben. Z. B. sind in der 4A die Hauptoberflächen 44a und 44b leicht konvex, während in den 4B und 4C die Seitenflächen 44c und 44d gerundet sind. 4C stellt ein Beispiel eines Steckverbinders mit vertieften Bereichen 45a und 45b, gebildet an den Hauptoberflächen 44a bzw. 44b der Nase 44, dar. Die vertieften Bereiche erstrecken sich von der fernen Spitze der Nase 44 entlang eines Teils der Länge der Nase und sind zentral angeordnet zwischen den Seitenflächen 44c und 44d. 4D stellt ein Beispiel eines Steckverbinders dar, in dem die Nase 44 einen hundeknochenförmigen Querschnitt hat, in dem die Erhöhungen 45c und 45d an den Seiten der Nase gebildet werden. Eine entsprechende Steckerbuchse kann einen Hohlraum aufweisen, der so gebildet ist, dass er mit den Erhöhungen zusammenpasst, so dass die Erhöhungen 45c, 45d dazu beitragen den Steckverbinder während eines Zusammenfüge-Ereignisses in dem Hohlraum auszurichten. 4E stellt ein Beispiel eines Steckverbinders dar, in dem der Körper 42 nahezu dieselbe Breite hat wie die Nase 44, aber größer ist als der Nase in der Höhe. Ein Fachmann wird verstehen, dass die 3C und 4A–E nur Beispiele von passenden Querschnittsformen für den Körper 42 und die Nase 44 sind, und dass viele andere Querschnittsformen, sowohl für den Körper als auch für die Nase, in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden können.
  • Nase 44 kann aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden, einschließlich Metall, Dielektrika, oder einer Kombination davon. Zum Beispiel kann die Nase 44 eine Keramikbasis sein, die Kontakte hat, die direkt auf seine äußere Oberfläche gedruckt werden, oder die einen Rahmen aufweisen, hergestellt aus einem elastomerischen Material, der flexible Leiterplatten, angefügt an den Rahmen, aufweist. In manchen Ausführungsformen weist die Nase 44 einen äußeren Rahmen, hergestellt in erster Linie oder ausschließlich aus Metall, auf, wie z. B. Edelstahl, und Kontaktbereiche 46a und 46b werden innerhalb der Öffnung des Rahmens, wie z. B. in den 5A–5C gezeigt, gebildet.
  • 5A und 5B sind vereinfachte Drauf- und Seitenansichten eines Steckers 50 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Stecker 50 weist viele der gleichen Eigenschaften des Steckers 40 auf, weist jedoch weiterhin erste und zweite Rückhalteeigenschaften 54a und 54b auf, die geeignet sind mit den Rückhalteeigenschaften auf einer entsprechenden Steckerbuchse zusammenzugreifen, um den Steckverbinder während des Zusammenfüge-Ereignisses zu sichern. Zusätzlich stellt ein Rahmen 52, der manchmal als eine Schale bezeichnet wird und als Massering bezeichnet werden kann, wenn er aus elektrisch leitendem Material hergestellt wird, strukturelle Unterstützung für den Steckverbinder bereit und bestimmt die äußere Form der Nase 44.
  • Wie in den 5C und 5D gezeigt, die eine vereinfachte Draufansicht bzw. Ansicht von unten des Rahmens 52 sind, kann der Rahmen erste und zweite gegenüberliegende Seiten 52a, 52b, die sich in der Breiten- und Längendimension des Frames erstrecken, dritte und vierte gegenüberliegende Seiten 52c, 52d, die sich zwischen den ersten und zweiten Seiten in der Höhen- und Längendimension erstrecken, und ein Ende 52e, das sich in der Breiten- und Höhendimension sowohl zwischen den ersten und zweiten Seiten als auch zwischen den dritten und vierten Seiten an dem fernen Ende des Rahmens erstreckt, aufweisen. Die Seiten 52a–52e umrahmen einen Hohlraum 55, der Teile des Steckverbinders 50 unterbringen kann. Gegenüberliegende Öffnungen 56a und 56b zum Hohlraum 55 werden an den Seiten 52a bzw. 52b gebildet. Die Öffnung 56a bestimmt den Ort des ersten Kontaktbereichs 46a, während die Öffnung 56b, die in manchen Ausführungsformen die gleiche Größe und Form wie die Öffnung 56a hat, den Ort des zweiten Kontaktbereichs 56b bestimmt. Somit ist, wie in den 5C und 5D gezeigt, jeder der Kontaktbereiche vollständig in der X- und Y-Achse durch die äußere Oberfläche des Rahmens 52 umgeben. Solch eine Konfiguration ist insbesondere nützlich, wenn der Rahmen 52 aus elektrisch leitendem Material hergestellt wird, wie beispielsweise Edelstahl oder anderem hartes, leitendes Metall. In solchen Ausführungsformen kann der Rahmen 52 geerdet werden (und somit als Massering 52 bezeichnet werden) um Interferenzen zu minimalisieren, die ansonsten an den Kontakten des Steckverbinders 50 auftreten. Somit kann in manchen Ausführungsformen der Massering 52 elektrostatischen Entladungsschutz (ESD) und elektromagnetische Kompatibilität (EMC) als einzelner Massereferenz für alle Signale agieren, die über den Steckverbinder übertragen werden.
  • Erste und zweite Rückhaltemerkmale 54a und 54b können auf den gegenüberliegenden Seiten der Nase 44 innerhalb des Rahmens 52 gebildet werden. Die Rückhaltemerkmale 54a, 54b sind Teil eines Rückhaltesystems, das ein oder mehrere Merkmale auf dem Stecker aufweist, die dazu geeignet sind mit einem oder mehreren Merkmalen auf der entsprechenden Steckerbuchse zusammenzugreifen, um die Steckverbinder sicher zusammenzuhalten, wenn der Stecker in die Steckerbuchse eingeführt wird. In der dargestellten Ausführungsform sind die Rückhaltemerkmale 54a, 54b halbrunde Vertiefungen in den Seitenflächen der Nase 44, die sich von der Oberfläche 44a zur Oberfläche 44b erstrecken. Die Rückhaltemerkmale können weit variieren und können gewinkelte Vertiefungen oder Kerben, Aussparungen aufweisen, die nur an den Seitenflächen gebildet werden und sich nicht zu einer der Oberflächen 44a, 44b erstrecken, auf denen die Kontaktbereiche 46a, 46b gebildet werden, oder andere vertiefte Bereiche. Die Rückhaltemerkmale sind dazu geeignet mit einem Rückhaltemechanismus auf der Steckerbuchse zusammenzugreifen, die in ähnlicher Weise weit variiert werden kann. Der Rückhaltemechanismus (-mechanismen) kann z. B. eine oder mehrere Federn sein, die eine Spitze oder Oberfläche aufweisen, die innerhalb der Vertiefungen 54a, 54b passt, eine oder mehrere federbelastete Einrastungen, oder ähnliche Verschlussmechanismen. Das Rückhaltesystem, einschließlich den Rückhaltemerkmalen 54a, 54b und dem entsprechenden Rückhaltemechanismus auf der Steckerbuchse, kann ausgestaltet sein, um spezifische Einführ- und Ausführkräfte zur Verfügung zu stellen, so dass die Rückhaltekraft, die benötigt wird, um den Stecker in die Steckerbuchse einzuführen, höher ist als die Auszugskraft, die benötigt wird, um den Stecker von der Steckerbuchse zu entfernen.
  • Obwohl die Rückhaltemerkmale 54a, 54b in den 5A–5C so gezeigt sind, dass sie weibliche Zusammenfüge-Eigenschaften haben und der Rückhaltemechanismus, welcher mit der Steckerbuchse assoziiert ist, oben so beschrieben wurde, dass er männliche Eigenschaften hat, die in die Rückhaltemerkmale 54a, 54b bewegt wurden, können diese Rollen in anderen Ausführungsformen verschieden sein. Zum Beispiel in einer Ausführungsform können die Rückhaltemerkmale 54a, 54b federbelastete Projektionen sein, die mit einem weiblichen Rückhaltemechanismus in der Steckerbuchse ineinandergreifen. In einer weiteren Ausführungsform kann eines der Merkmale 54a, 54b männlich orientiert sein, während das andere der Merkmale 54a, 54b weiblich orientiert ist. In anderen Ausführungsformen können andere Rückhaltemechanismen verwendet werden, wie beispielsweise mechanische oder magnetische Verschlüsse oder orthogonale Einfüge-Mechanismen. Zusätzlich, obwohl Rückhaltemerkmale 54a und 54b in 5A als im Rahmen 52 gebildet gezeigt sind, können in Ausführungsformen der Erfindung, die keinen Rahmen aufweisen, die Rückhaltemerkmale in jeglicher Struktur oder Material, aus dem die Nase 44 besteht, gebildet werden. Die Rückhaltemerkmale 54a, 54b können auch in einer Vielzahl von Positionen entlang des Steckverbinders 50 einschließlich entlang der Seitenfläche der Nase 44 und/oder oberen und unteren Oberflächen der Nase 44 angeordnet sein. In manchen Ausführungsformen können Rückhaltemerkmale 54a, 54b auf einer vorderen Oberfläche 42a des Körpers 42 angeordnet sein und geeignet sein mit einem Rückhaltemechanismus, der auf einer vorderen äußeren Oberfläche der Steckerbuchse angeordnet ist, ineinanderzugreifen. In der Ausführungsform, dargestellt in den 5A–5C, sind Rückhaltemerkmale 54a, 54b innerhalb des letzten Drittels der Länge der Nase 44 angeordnet. Die Erfinder haben festgestellt, dass Positionieren der Rückhaltemerkmale und des entsprechenden Verschlussmechanismus in der Steckerbuchse in der Nähe des Steckerendes dabei hilft, den Steckverbinder seitlich besser zu sichern, wenn er innerhalb der Steckerbuchse in einem eingerasteten Zustand ist.
  • Jetzt wird Bezug genommen auf die 6A und 6B. 6A ist eine vereinfachte Draufsicht auf einen Stecker 60 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, während 6B eine vereinfachte perspektivische Sicht eines Rahmens 62 ist, der einen Teil der Nase 44 des Steckverbinders 60 bildet. Der Rahmen 62 ist ein u-förmiger Rahmen, der sich von der fernen Spitze des Steckverbinders 60 entlang der Seite des Steckverbinders dem Körper 42 hin erstreckt und eine Dicke hat, die äquivalent zur Dicke (T) des Steckverbinders 60 ist. Der Rahmen 62 weist seitliche Teile 62a, 62b auf, die in verschiedenen Ausführungsformen variierende Längen haben können. In manchen Ausführungsformen erstrecken sich die Seiten 62a, 62b hinter die Kontaktbereiche 46a, 46b bis hin zum Körper 42 des Steckverbinders. In anderen Ausführungsformen können sich die Seiten hinter die Kontaktbereiche 46a, 46b erstrecken, aber nicht bis hin zu dem Körper 42 (wie in 7B gezeigt); können sich exakt bis zu dem Ende der Kontaktbereiche 46a, 46b erstrecken oder relativ kurz sein und sich nur teilweise entlang der Länge der Kontaktbereiche erstrecken. Die Kontaktbereiche 46a, 46b liegen zwischen den gegenüberliegenden Seiten 62a, 62b. Genauso wie bei dem Rahmen 52 kann der Rahmen 62 aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt werden und als Massering 62 bezeichnet werden.
  • Die Kontaktbereiche 46a, 46b in allen Steckverbindern 40, 50 oder 60 wie oben diskutiert (wie auch Steckverbinder 80, 90, 100 und andere unten diskutierte) können jede Anzahl von externen Kontakten aufweisen, von eins bis zwanzig oder mehr, angeordnet in einer Vielzahl von verschiedenen Mustern. Die 7A–7H sind verschiedene Beispiele von Kontaktanordnungen innerhalb eines Kontaktbereichs 46 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung. Wie in 7A gezeigt, kann der Kontaktbereich 46 zwei Kontakte 71(1) und 71(2) aufweisen, die zentriert sind und symmetrisch innerhalb des Kontaktbereichs positioniert sind. In ähnlicher Weise stellt 7B einen Kontaktbereich 46 dar mit drei Kontakten 72(1)..72(3), zentriert und symmetrisch positioniert innerhalb des Kontaktbereichs, während die 7C und 7D Kontaktbereiche 46 darstellen mit vier solchen Kontakten, 73(1)..73(4), bzw. acht solchen Kontakten, 74(1)..74(8).
  • In manchen Ausführungsformen können individuelle Kontakte unterschiedlich dimensioniert sein. Dies kann insbesondere nützlich sein, zum Beispiel dort, wo ein oder mehrere Kontakte dazu vorgesehen sind, hohe Leistung oder hohen Strom zu übertragen. 7E stellt eine solche Ausführungsform dar, in der sieben Kontakte 75(1)..75(7) in einer einzelnen Reihe innerhalb des Kontaktbereichs 46 angeordnet sind, und einen Zentralkontakt 75(4), der zwei- oder dreimal so breit ist wie die anderen Kontakte.
  • Während jede der 7A–7E eine einzelne Reihe von Kontakten innerhalb des Bereichs 46 aufweist, können manche Ausführungsformen der Erfindung zwei, drei oder mehrere Reihen von Kontakten aufweisen. Als Beispiele weist der Kontaktbereich 46, gezeigt in 7F, zwei Reihen von vier Kontakten 76(1)..76(4) und 76(5)..76(8) auf, wobei jede Reihe zwischen den Seiten des Kontaktbereichs zentriert ist und mit Bezug zu einer Mittellinie, die die Länge des Kontaktbereichs durchkreuzt, symmetrisch verteilt ist; 7G zeigt einen Kontaktbereich 46, der eine erste Reihe von drei Kontakten 77(1)..77(3) und eine zweite Reihe von vier Kontakten 77(4)..77(7), die innerhalb des Kontaktbereichs positioniert sind, hat; und 7H stellt einen Kontaktbereich 46 dar, der drei Reihen von drei Kontakten für insgesamt neun Kontakte 78(1)..78(9) hat.
  • Jeder der Kontaktbereiche 46, gezeigt in den 7A–7H, ist repräsentativ für beide Bereiche 46a und 46b gemäß bestimmten Ausführungsformen der Erfindung. Das heißt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der Stecker zwei Kontaktbereiche 46a und 46b aufweisen, wobei jeder von ihnen zwei Kontakte aufweist, wie in Bereich 46 in 7A gezeigt. In einer anderen Ausführungsform kann ein Stecker Kontaktbereiche 46a und 46b aufweisen, wobei jeder von ihnen drei Kontakte aufweist, wie in 7B gezeigt. Wieder andere Ausführungsformen der Erfindung weisen auf: einen Stecker mit Kontaktbereichen 46a und 46b, wie in Bereich 46 in 7C gezeigt; einen Stecker mit Kontaktbereichen 46a und 46b wie in Bereich 46 in 7D gezeigt; einen Stecker mit Kontaktbereichen 46a und 46b, wie in 7E gezeigt; einen Stecker mit Kontaktbereichen 46a und 46b, wie in Bereich 46 in 7F gezeigt; einen Stecker mit Kontaktbereichen 46a und 46b, wie in Bereich 46 in 7G gezeigt; und einen Steckverbinder 40 mit Kontaktbereichen 46a und 46b, wie in Bereich 46 in 7H gezeigt.
  • Kontakte innerhalb der Bereiche 46a, 46b können Kontakte aufweisen, die für eine breite Vielzahl von Signalen vorgesehen sind, einschließlich u. a. Leistungskontakte, Massekontakte, analoge Kontakte und Digitalkontakte. In manchen Ausführungsformen werden ein oder mehrere Massekontakte in den Bereichen 46a und 46b gebildet, während in anderen Ausführungsformen Massekontakte nur in der Spitze 44e und/oder auf den Seitenflächen 44c, 44d des Steckverbinders 40 angeordnet sind. Ausführungsformen, die Massekontakte bei einer oder mehreren Positionen entlang der peripheren Seite und/oder Spitzenoberfläche des Steckverbinders 40 einsetzen anstelle innerhalb der Kontaktbereiche 46a und 46b können ermöglichen, dass die gesamte Grundfläche der Steckverbindernase 44 kleiner ist als ähnliche Steckverbinder, die Massekontakte in Kontaktbereichen 46a oder 46b aufweisen.
  • Die Leistungskontakte innerhalb der Bereiche 46a, 46b können Signale von beliebiger Spannung übertragen und, als ein Beispiel, Signale zwischen 2–30 Volt übertragen. In manchen Ausführungsformen ist eine Vielzahl von Leistungskontakten in den Bereichen 46a, 46b vorgesehen, um Leistungssignale von verschiedenen Spannungspegeln zu übertragen, die für verschiedene Zwecke verwendet werden können. Zum Beispiel ein oder mehrere Kontakte zur Lieferung von Niedrigstromleistung bei 3,3 Volt, die verwendet werden können, um Zubehörvorrichtungen, die an den Steckverbinder 40 angeschlossen sind, mit Strom zu versorgen, können in Bereichen 46a, 46b vorgesehen sein, als auch ein oder mehrere Kontakte zum Liefern von Hochstromleistung bei 5 Volt zum Laden von tragbaren Medienvorrichtungen, welche an den Steckverbinder 40 gekoppelt ist. Wie mit Bezug zu 7E diskutiert, können ein oder mehrere Leistungskontakte innerhalb der Bereiche 46a, 46b in manchen Ausführungsformen größer sein als andere Kontakte, um es den größeren Kontakten noch wirksamer zu ermöglichen, hohe Leistung und/oder hohen Strom zu übertragen. In anderen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Kontakten elektrisch miteinander gekoppelt sein, um einen oder mehrere der ”größeren Kontakte” zur Übertragung von hoher Leistung und/oder hohem Strom zur Verfügung zu stellen. Zum Beispiel können in einer Ausführungsform die Kontakte 74(4) und 75(5), gezeigt in 7D, elektrisch miteinander gekoppelt sein, um als ein einzelner Leistungskontakt zu agieren.
  • Beispiele von analogen Kontakten, die in Kontaktbereichen 46a, 46b vorgesehen werden können, weisen Kontakte für getrennte linke und rechte Kanäle für sowohl Audio-Out- und Audio-In-Signale als auch Kontakte für Videosignale auf, wie beispielsweise RGB-Videosignale, YPbPr-Komponenten-Videosignale und andere. In ähnlicher Weise können viele verschiedene Arten von digitalen Signalen durch Kontakte in den Bereichen 46a, 46b übertragen werden einschließlich Datensignalen, wie beispielsweise USB-Signale (einschließlich USB 1.0, 2.0 und 3.0), FireWire (auch bezeichnet als IEEE 1394)-Signale, UART-Signale, Thunderbolt-Signale, SATA-Signale und/oder jede andere Art von Geschwindigkeits-Serienschnittstellensignal oder andere Arten von Datensignalen. Digitale Signale innerhalb der Kontaktbereiche 46a, 46b können auch Signale für digitales Video wie beispielsweise DVI-Signale, HDMI-Signale und Display-Port-Signale aufweisen, wie auch andere digitale Signale, die Funktionen ausführen, die die Detektion und Identifikation von Vorrichtungen oder Zubehör zum Steckverbinder 40 ermöglichen.
  • In manchen Ausführungsformen wird dielektrisches Material zwischen individuelle Kontakte in den Kontaktbereichen 46a, 46b gefüllt, indem zum Beispiel Spritzgusstechniken verwendet werden, so dass es bündig mit der oberen Oberfläche der Kontakte ist. Das dielektrische Material trennt benachbarte Kontakte voneinander und trennt den Satz von Kontakten in dem Kontaktbereich von dem Rahmen oder der Metalloberfläche des Masserings, der die Kontakte umgibt. In manchen Ausführungsformen bilden das dielektrische Material und die Kontakte eine bündige äußere Oberfläche der Nase 44, die für ein glattes, gleichmäßiges Gefühl über der Oberfläche der Nase 44 sorgt, während in anderen Ausführungsformen jeder der Kontaktbereiche 46a, 46b, das dielektrische Material und die Kontakte einschließend, ein kleines bisschen vertieft sein kann (z. B. zwischen 0,2 und 0,01 mm), um dabei zu helfen, dass sichergestellt wird, dass keiner der einzelnen Kontakte über die äußeren Oberfläche des Rahmens 52 hinausragt, was die Empfindlichkeit dafür erhöht, dass nach 1000 Verwendungszyklen der hinausragende oder ”herausragende” Kontakt in irgendeiner Weise mechanisch von dem Steckverbinder entfernt wird. Zusätzlich, um Robustheit und Verlässlichkeit zu verbessern, kann der Steckverbinder 40 vollständig versiegelt sein und keine beweglichen Teile aufweisen.
  • Zum besseren Verständnis des 180-Grad symmetrischen Dualorientierungsdesigns von manchen Ausführungsformen der Erfindung wird auf die 8A bis 8C Bezug genommen, welche einen Stecker 80 gemäß einer spezifischen Ausführungsform der Erfindung darstellen, die vier individuelle Kontakte, die innerhalb jeder der Kontaktbereiche 46a und 46b gebildet werden, aufweist. Insbesondere sind die 8A und 8B vereinfachte Ansichten einer ersten Seite 44A beziehungsweise einer gegenüberliegenden zweiten Seite 44b des Steckverbinders 80, während 8C eine vereinfachte Querschnittsansicht des Steckverbinders 80, entlang der Linie A-A' aufgenommen, (gezeigt in 8A) ist, die auch eine schematische Darstellung der elektrischen Verbindungen zwischen den Kontakten des Steckverbinders aufweist. Wie in 8C gezeigt, ist jeder der Kontakte 73(1)..73(4) bei der Oberfläche 44a des Steckverbinders 80 elektrisch mit einem sich selbst direkt gegenüberliegenden Kontakt bei der Oberfläche 44b durch eine elektrische Verbindung 82(1)..82(4) gekoppelt, das in schematischer Form repräsentiert wird. Zur Vereinfachung der Bezugnahme werden Kontakte, die elektrisch auf zwei verschiedenen Seiten des Steckverbinders zusammengekoppelt sind, durch die gleiche Kontaktnummer bezeichnet, und hier auch manchmal ”entsprechendes Paar” von Kontakten oder ”zusammenpassende verbundene Kontakte” bezeichnet. Der elektrische Kontakt zwischen entsprechenden Paaren von Kontakten kann auf einer Vielzahl von Wegen hergestellt werden. In manchen Ausführungsformen wird elektrischer Kontakt zwischen Kontakten in entsprechenden Paaren innerhalb der Nase 44 oder des Körpers 42 hergestellt. Als ein Beispiel einer Leiterplatte (PCB), das Kontaktpads, die auf ihrer oberen und unteren Oberfläche gedruckt sind, erstreckt sich innerhalb der Nase 44. Durchgangslöcher oder Durchkontaktierungen können in der gedruckten Leiterplatte direkt zwischen Kontaktpads auf gegenüberliegenden Oberflächen gebildet werden und mit einem elektrisch leitenden Material (z. B. Kupfer) gefüllt werden, um elektrisch jedes Kontakt-Pad auf der oberen Oberfläche mit einem entsprechenden Kontakt-Pad auf der gegenüberliegenden Oberfläche zu verbinden. Individuelle Kontakte, welche an die Oberfläche 44a des Steckverbinders gelötet sind, um Pads auf einer Seite des PCB berühren zu können und somit elektrisch mit zusammenpassenden zusammengefügten Kontakten, welche an die Oberfläche 44b gelötet sind, um Pads auf der anderen Seite des PCB zu berühren, verbunden zu werden. In anderen Ausführungsformen, wo ein Massering die Kontakte an der Spitze des Steckverbinders nicht umgibt, können die Kontakte zusammengekoppelt werden, indem sie um die Spitze des Steckverbinders von der Oberfläche 44a zur Oberfläche 44b gewickelt werden, statt elektrisch durch die Nase 44 verbunden zu werden.
  • Kommen wir jetzt zu 8A und dem Dualorientierungsaspekt des Steckverbinders 80, der Kontaktbereich 46a kann vier gleichmäßig verteilte Kontakte 73(1)..73(4), welche in dem Bereich gebildet sind, aufweisen. In Bezug auf eine Mittelebene 59, die senkrecht zur Mitte des Steckverbinders 50 entlang seiner Länge ist und diesen passiert, stehen die Kontakte 73(1) und 73(2) in einem gespiegelten Verhältnis zu den Kontakten 73(3) und 73(4) über die Mittellinie 59. Das heißt der Abstand von der Mittellinie 59 zum Kontakt 73(2) ist derselbe wie der Abstand von der Mittellinie 59 zum Kontakt 73(3). Ebenso ist der Abstand von der Mittellinie 59 zum Kontakt 73(1) der gleiche wie der Abstand von der Mittellinie 59 zum Kontakt 73(4). Kontakte in jedem der Paare von Kontakten 73(1), 73(4) und 73(2), 73(3) sind ebenso gleichmäßig von den Seiten 44c und 44d von dem Steckverbinder verteilt mit Bezug zu einander und sind entlang der Länge der Nase 44 in einem gleichen Abstand von der Endoberfläche 44e verteilt.
  • In ähnlicher Weise weist in 8B der Kontaktbereich 46b die gleiche Anzahl von Kontakten auf wie der Bereich 46a, der auch gemäß dem gleichen Abstand wie Bereich 46a geteilt ist. Somit weist der Kontaktbereich 46b vier Kontakte 73(1)..73(4), welche innerhalb des Bereichs 46b gemäß dem gleichen Layout und Abstand wie die Kontakte 73(1)..73(4) innerhalb des Bereichs 46a verteilt sind, auf. Weil das Layout und der Abstand der Kontakte in den Regionen 46a und 46b identisch sind, ohne manche Arten von Indizien oder Hinweisen einer der Oberflächen 44a oder 44b, können die Oberflächen und das Kontaktlayout auf jeder der Oberflächen 44a, 44b identisch aussehen oder zumindest im Wesentlichen gleich sein.
  • Wie oben erwähnt, kann der Steckverbinder 80 mit einer Steckerbuchse ineinandergreifen, die einen einzelnen Satz von Kontakten, nicht gezählt Massekontakte, auf einer inneren Oberfläche aufweist. Als Beispiel sind 9A und 9B vereinfachte Diagramme, die den Stecker 80, welcher mit einer Steckerbuchse 85 in zwei verschiedenen möglichen Verbindungsorientierungen verbunden ist, darstellt. Die Steckerbuchse 85 weist ein Gehäuse 86 auf, das den Hohlraum 87 abgrenzt. Die Kontakte 88(1)...88(4) sind entlang einer ersten inneren Oberfläche des Hohlraums 87 positioniert und die Massekontakte 88(a) und 88(b) sind auf den seitlichen inneren Oberflächen des Hohlraums positioniert. Es gibt keine Kontakte auf einer zweiten inneren Oberfläche gegenüber der ersten inneren Oberfläche.
  • Wie in den 9A und 9B gezeigt, wenn die Nase 44 des Steckverbinders 80 vollständig in den Hohlraum 87 eingeführt ist, richtet sich jeder der Kontakte 73(1)..73(4) mit einem der Kontakte 88(1)..88(4) aus und ist in physikalischem Kontakt mit einem von ihnen, unabhängig von den zwei möglichen Orientierungen (hier als ”up” oder ”down” zur Vereinfachung bezeichnet, aber es ist zu berücksichtigen, dass diese relative Begriffe sind, beabsichtigt nur eine 180°-Änderung in der Orientierung des Steckverbinders zu suggerieren) wird der Steckverbinder 80 in Hohlraum 87 eingeführt. Wenn der Steckverbinder 80 innerhalb des Hohlraums 87 mit der Seite 44a oben (9A) eingeführt wird, richtet sich der Kontakt 73(1) mit dem Kontakt 88(1) aus, richtet sich der Kontakt 73(2) mit dem Kontakt 88(2) aus, richtet sich der Kontakt 73(3) mit dem Kontakt 88(3) aus, und richtet sich der Kontakt 73(4) mit dem Kontakt 88(4) aus. Wenn der Steckverbinder 80 in den Hohlraum 87 mit der Seite 44b oben (9B) eingeführt wird, richten sich die Kontakte unterschiedlich aus, so dass der Kontakt 73(4) mit dem Kontakt 88(1) ausgerichtet ist, der Kontakt 73(3) mit Kontakt 88(2) ausgerichtet ist, der Kontakt 73(2) mit dem Kontakt 88(3) ausgerichtet ist, und der Kontakt 73(1) mit dem Kontakt 88(4) ausgerichtet ist. Zusätzlich, wenn der Stecker 80 seitliche Massekontakte 73a, 73b aufweist, richtet sich jeder der seitlichen Kontakte mit einem der seitlichen Massekontakte 88a, 88b von der Steckerbuchse 85 in einer der zwei möglichen Einführorientierungen, wie in den 9A und 9B gezeigt, aus.
  • Somit, ob der Stecker 80 in die Steckerbuchse 85 in einer der ”up”- oder ”down”-Position eingeführt wurde, kann passender elektrischer Kontakt zwischen den Kontakten in dem Stecker und der Steckerbuchse hergestellt werden. Manche Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich weiter auf ein elektrisches Host-Gerät, das eine Steckerbuchse und eine Schaltung aufweist, die die Funktionalitäten der Steckerbuchsen-Kontaktpins basierend auf der Einführungsorientierung des Steckers schaltet. In manchen Ausführungsformen kann eine Sensorschaltung in der Steckerbuchse oder dem Host-elektronischen-Gerät, in dem die Steckerbuchse untergebracht ist, die Orientierung des Steckers detektieren und Software- und/oder Hardwareschalter veranlassen, die internen Verbindungen zu den Kontakten in der Steckerbuchse zu schalten und gegebenenfalls die Kontakte der Steckerbuchse in geeigneter Weise mit den Kontakten des Steckers zu verbinden. Details von verschiedenen Ausführungsformen solcher Schaltungen werden beschrieben in der gleichzeitig eingereichten und gemeinschaftlich besessenen U.S. Anmeldung Nr. ... (Attorney Docket No. 90911-825181), dessen Inhalt hier in seiner Gesamtheit für alle Zwecke eingebunden wird.
  • In manchen Ausführungsformen kann die Orientierung des Steckers basierend auf dem physikalischen Orientierungsschlüssel detektiert werden (anders als ein Polarisierungsschlüssel, in dem ein Orientierungsschlüssel den Stecker nicht davon abhält, in einer Vielzahl von Orientierungen in die Steckerbuchse eingeführt werden), der, abhängig von der Orientierung des Steckers, mit einem entsprechenden Orientierungskontakt in der Steckerbuchse zusammengreift oder nicht zusammengreift. Die Schaltung verbunden mit dem Orientierungskontakt kann dann feststellen, welcher der zwei möglichen Orientierungen des Steckverbinders in die Steckerbuchse eingeführt wurde. In anderen Ausführungsformen kann die Orientierung des Steckers bestimmt werden durch Detektieren einer Eigenschaft (z. B. Spannungs- oder Strompegel) an einem oder mehreren der Kontakte oder durch Senden und Empfangen von Signalen über einen oder mehrere der Kontakte unter Verwendung eines Handshaking-Algorithmus. Die Schaltung innerhalb des Host-Geräts, das operativ mit der Steckerbuchse gekoppelt ist, kann dann die Software- und/oder Hardwareschalter veranlassen, in geeigneter Weise Kontakte der Steckerbuchse mit den Kontakten des Steckers zu verbinden.
  • Obwohl jeder Kontakt in dem Kontaktbereich 46a des Steckverbinders 80 elektrisch mit einem direkt gegenüberliegenden Kontakt im Kontaktbereich 46b verbunden ist, können in andern Ausführungsformen die Kontakte im Kontaktbereich 46a elektrisch mit Kontakten im Kontaktbereich 46b verbunden sein, die nicht direkt einander gegenüberliegen. 10A–10C, die 8A–8C ähnlich sind, und einen Steckverbinder 90 mit vier Kontakten darstellen, die genauso verteilt sind wie die des Steckverbinders 80, sind illustrativ für eine solche Ausführungsform, in der jeder Kontakt im Kontaktbereich 46a mit einem entsprechenden Kontakt im Kontaktbereich 46b verbunden ist, die verteilt in einer diagonalen Beziehung zueinander sind. Wie in 10A gezeigt, ist das Layout der Kontakte 73(1)..73(4) im Kontaktbereich 46a des Steckverbinders 90 identisch mit dem Layout der Kontakte im Bereich 46a des Steckverbinders 80. Im Steckverbinder 90 ist der Kontakt 73(1) im Kontaktbereich 46a jedoch elektrisch gekoppelt mit einem entsprechenden Kontakt im Kontaktbereich 46b, Kontakt 73(1), der auf der gegenüberliegenden Seite der Mittelebene 59 liegt und in gleicher Distanz von der Mittelebene beabstandet ist. In ähnlicher Weise sind die Kontakte 73(2), 73(3) und 73(4) im Kontaktbereich 46a jeder gekoppelt mit dem passenden Kontakt 73(2), 73(3) und 73(4) in Kontaktbereich 46b angeordnet in einem gegenüberliegenden Verhältnis auf den gegenüberliegenden Seiten und mit dem gleichen Abstand von der Mittellinie 59 beabstandet.
  • Elektrischer Kontakt zwischen Kontakten in einem entsprechenden Paar von Kontakten im Steckverbinder 90 kann in jeder geeigneten Weise hergestellt werden. In einer Ausführungsform werden Verbindungen zwischen zusammenpassenden Kontakten innerhalb der Nase und/oder des Körpers des Steckverbinders hergestellt. Als ein Beispiel kann sich ein PCB mit Kontakt-Pads, welche auf seinen unteren und oberen Oberflächen gedruckt sind, für jeden der Kontakte 73(1)..73(4) in jeder der Bereiche 46a und 46b durch das Innere der Nase 44 erstrecken. Eine Reihe von leitenden Linien, durch Löcher und Durchkontaktierungen, welche auf dem PCB gebildet sind, können elektrisch jeden Kontakt von dem Kontaktbereich 46a mit seinem zusammenpassenden zusammengefügten Kontakt im Bereich 46b gemäß dem Schema in 10C verbinden.
  • Elektrisches Verbinden der Kontakte zwischen den Oberflächen 46a und 46b in einer Weise wie in 10C gezeigt, bietet den Vorteil, dass unabhängig davon in welcher der zwei möglichen Orientierungen der Steckverbinder 90 mit der Steckerbuchse zusammengesteckt wird, die Kontakte in der Steckerbuchse mit den gleichen Kontakten im Steckverbinder 90 ausgerichtet sind. 11A und 11B, die vereinfachte Diagramme sind, welche den Steckverbinder 90, welcher mit der Steckerbuchse 85 in zwei verschiedenen möglichen Verbindungsorientierungen zusammengefügt ist, zeigen, stellen diesen Aspekt der Ausführungsform von 10C dar. In 11A wird der Steckverbinder 90 in den Hohlraum 87 des Steckverbinders 85 mit der Seite 44a oben eingeführt. In dieser Ausrichtung ist der Steckerkontakt 73(1) in physikalischem Kontakt mit dem Steckerbuchsenkontakt 88(1), der Steckerkontakt 73(2) in physikalischem Kontakt mit dem Steckerbuchsenkontakt 88(2), der Steckerkontakt 73(3) in physikalischem Kontakt mit dem Steckerbuchsenkontakt 88(3), und der Steckerkontakt 73(4) in physikalischem Kontakt mit dem Steckerbuchsenkontakt 88(4).
  • Wie in 11B gezeigt wird, wenn der Stecker 90 in die Steckerbuchse 85 mit der Seite 44b nach oben eingeführt wird, richten sich die Kontakte in exakt der gleichen Weise aus. Somit braucht eine Steckerbuchse 85, welche zum Verbinden mit dem Steckverbinder 90 vorgesehen ist, nicht eine Schaltung aufzuweisen, die die Kontakte basierend auf der Orientierung des Steckverbinders 90 schaltet. Zusätzlich wie mit Steckverbinder 80, wenn der Steckverbinder 90 Seitenkontakte 73a, 73b aufweist, richtet sich jeder Seitenkontakt mit einem der Seitenkontakte 88a, 88b aus, unabhängig von der Einführungsorientierung.
  • In wieder anderen Ausführungsformen können manche der individuellen Kontakte im Kontaktbereich 46a zu passenden Kontakten im Bereich 46b direkt gegenüber voneinander, wie in den 8A–8C gezeigt, verbunden werden, während andere individuelle Kontakte im Kontaktbereich 46a mit passenden Kontakten im Bereich 46b, welche in diagonaler Beziehung zueinander positioniert sind, wie in den 10A–10C gezeigt, verbunden werden. Zum Beispiel können die Zentrumskontakte 73(2) und 73(3), wie in den 8A–8C gezeigt, miteinander verbunden werden, während äußere Kontakte 73(1) und 73(4), wie in den 10A–10C gezeigt, miteinander verbunden werden können.
  • Um das duale Orientierungsmerkmal von bestimmten Ausführungsformen der Erfindung zu ermöglichen, können manche oder alle Kontakte innerhalb der Kontaktbereiche 46a, 46b eines Steckverbinders so angeordnet werden, dass ähnlich bezweckte Kontakte innerhalb jedes Kontaktbereichs in einem gespiegelten Verhältnis in Bezug auf die Ebene 59 (Mittelebene) zueinander stehen, die den Steckverbinder entlang der Länge der Nase 44 halbiert. Zum Beispiel zurückverweisend auf 8A, ist der Kontakt 73(1) in einem gespiegelten Verhältnis zum Kontakt 73(4), da sich jeder Kontakt innerhalb derselben Reihe befindet und mit dem gleichen Abstand von der Ebene 59 verteilt ist, aber auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelebene. In ähnlicher Weise ist der Kontakt 73(3) in einem gespiegelten Verhältnis mit dem Kontakt 73(3) mit Bezug zur Mittellinie 59. Ähnlich bezweckte Kontakte sind Kontakte, die dazu vorgesehen sind, ähnliche Signale zu übertragen. Beispiele von ähnlich bezweckten Kontaktpaaren können erste und zweite Leistungskontakte, linke und rechte Audio-Out-Kontakte, erste und zweite Massekontakte, ein Paar von differenziellen Datenkontakten oder zwei differenziellen Datenkontakten der gleichen Polarität (z. B. zwei positive oder zwei negative differenzielle Datenkontakte), ein Paar von seriellen Übertragen- und Empfangen-Kontakten, und/oder andere allgemeine erste und zweite digitale Kontakte aufweisen.
  • Das symmetrisch gespiegelte Verhältnis zwischen ähnlich bezweckten Kontakten innerhalb jedes Bereiches 46a, 46b stellt sicher, dass, für jedes Paar von ähnlich bezweckten Kontakten in einem gespiegelten Verhältnis, einer der ähnlich bezweckten Kontakte elektrisch mit einem Kontakt in der Steckerbuchse verbunden wird, der entweder für den bestimmten Kontakt vorgesehen ist oder einfach zu dem bestimmten Kontakt geschaltet werden kann. Dies wiederum vereinfacht die schaltende Schaltung, die innerhalb der Steckerbuchse benötigt wird. Beispielsweise wo die Kontakte 73(1) und 73(4) ähnlich bezweckte Kontakte sind, die einem Paar von differenziellen Datensignalen zugeordnet sind, wenn der Stecker 80 in die Steckerbuchse 85 eingeführt wird, wird einer der differenziellen Datensignalkontakte in physikalischen Kontakt mit dem Steckerbuchsenkontakt 88(1) sein und der andere der differenziellen Datensignalkontakte wird in physikalischem Kontakt mit dem Steckerbuchsenkontakt 88(4) sein unabhängig davon, ob der Stecker mit der Steckerbuchse in einer ”up”- oder ”down”-Einführungsorientierung verbunden ist. Somit können beide Steckerbuchsenkontakte 88(1) und 88(4) differenzielle Datenkontakte sein (oder können über einen Schalter oder Multiplexer an die Schaltung operativ gekoppelt sein, die differenzielle Datenkontakte unterstützt), dadurch wird sichergestellt, dass sie elektrisch mit einem differenziellen Datenkontakt in dem Stecker gekoppelt sein werden, unabhängig von seiner Einführungsorientierung. Die schaltende Schaltung innerhalb der Steckerbuchse braucht somit nicht zu berücksichtigen, dass ein Leistungskontakt oder ein anderer Kontakt, der interne Verbindungen hat, die sich sehr von denen unterscheiden, die von einem differenziellen Datenkontakt benötigt werden, an einem der Orte sein kann, die mit dem Kontakt 88(1) oder 88(4) ausgerichtet sind.
  • Während die 8A–8C und 10A–10C bestimmte Ausführungsformen der Erfindung mit einer geraden Anzahl von Kontakten in jeder der Kontaktbereiche 46a und 46b darstellen, können manchen Ausführungsformen der Erfindung eine ungerade Anzahl von Kontakten in jedem Bereich 46a, 46b aufweisen. Bei solchen Ausführungsformen ist einer der Kontakte auf jeder Seite des Steckers ein zentraler Kontakt, der um eine Halbierungsebene 59 zentriert ist und daher mit einem zentral angeordneten Steckerbuchsenkontakt ausgerichtet ist sowohl in der ”up” als auch in der ”down”-Position. Die zentralen Kontakte sind nicht in einem gespiegelten Verhältnis (mit Bezug zur Mittellinie 59) per se mit einem anderen Kontakt, mit Ausnahme von den linken und rechten Hälften des Zentrumkontakts, die einander spiegeln und somit nicht mit einem anderen ähnlich bezweckten Kontakt in der gleichen Weise, wie andere Kontakte sein könnten, gepaart sind.
  • Die 12A–12C stellen diesen Aspekt von bestimmten Ausführungsformen der Erfindung dar und stellen einen Stecker 99 dar, der drei Kontakte 72(1)..72(3) hat, gebildet auf der oberen Oberfläche der Nase 44 des Steckers, die elektrisch mit passenden Kontakten auf der unteren Oberfläche verbunden sind wie mit dem Steckverbinder 80 und 8C. Wenn der Steckverbinder 99 in die entsprechende Steckerbuchse 95 in einer ”up”-Position eingeführt wird, richten sich die Kontakte 72(1)..72(3) zu den Kontakten 98(1)..98(3) der Steckerbuchse aus. Wenn der Steckverbinder in die Steckerbuchse 80 in einer ”down”-Position eingeführt wird, werden die Kontakte 72(3)..72(1) umgedreht und richten sich mit den Kontakten 98(1)..98(3) der Steckerbuchse aus. In beiden Orientierungen richtet sich der Steckerkontakt 72(2) mit dem zentralen Steckerbuchsenkontakt 98(2) aus. Ebenso richtet sich in jeder Orientierung jeder der Seitenkontakt 72a, 72b mit den Seitenkontakten 98a, 98b aus.
  • Jetzt wird Bezug genommen auf die 13A–13C, welche einen Dualorientierungssteckverbinder 100, der acht Kontakte verteilt in einer einzelnen Reihe in jedem der Kontaktbereiche 46a und 46b gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt. 13A ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht des Steckverbinders 100 und 13B und 13C sind vereinfachte Draufsichten beziehungsweise Ansichten von unten des Steckverbinders 100. Wie in 13A gezeigt, weist der Steckverbinder 100 einen Körper 42 und einen Nasenstück 44 auf, das sich longitudinal von dem Körper 42 in einer Richtung parallel zu der Länge des Steckverbinders erstreckt. Ein Kabel 43 ist an dem Körper 42 an einem dem Nasenstück 44 gegenüberliegenden Ende angefügt.
  • Nase 44 ist dimensioniert, um in eine entsprechende Steckerbuchse während des Zusammenfüge-Ereignisses eingeführt zu werden und weist einen ersten Kontaktbereich 46a gebildet auf einer ersten Hauptoberfläche 44a und einen zweiten Kontaktbereich 46b (nicht gezeigt 13A) gebildet bei einer zweiten Hauptoberfläche 44b gegenüber der Oberfläche 44a auf. Die Oberflächen 44a, 44b erstrecken sich von einer fernen Spitze der Nase zu einem Rücken 109, dass wenn Nase 44 in eine entsprechende Steckerbuchse eingeführt wird, an einem Gehäuse der Steckerbuchse oder des Host-Geräts, in dem die Steckerbuchse inkorporiert ist, angrenzt. Die Nase 44 weist ebenfalls erste und zweite gegenüber liegende Seitenflächen 44c, 44d auf, die sich zwischen die erste und zweite Hauptoberfläche 44a, 44b erstrecken. In manchen Ausführungsformen ist die Nase 44 zwischen 5–10 mm breit, zwischen 1–3 mm dick und hat eine Einführtiefe (die Distanz von der Spitze der Nase zu dem Rücken 109) von zwischen 5–15 mm. In manchen Ausführungsformen hat die Nase auch eine Länge, die größer ist als seine Breite, die größer ist als seine Dicke. In anderen Ausführungsformen sind die Länge und Breite der Nase 44 innerhalb von 0,2 mm voneinander. In einer bestimmten Ausführungsform ist die Nase 44 6,4 mm breit, 1,5 mm dick und hat eine Einführtiefe (die Distanz von der Spitze der Nase zu dem Rücken 109) von 6,6 mm. In anderen Ausführungsformen hat die Nase 44 die gleiche 6,7 mm Breite und 1,5 mm Höhe, aber eine längere Länge. Solche Ausführungsformen können insbesondere nützlich sein zum Verbinden mit den Steckerbuchsen mit einer Öffnung in der Seite des elektronischen Geräts, das ein gekrümmtes oder anderweitig hoch stilisiertes Gehäuse hat. In solchen Vorrichtungen kann die Länge der Nase erhöht werden durch eine Länge und Größe, die bestimmt wird durch die Steigung des Vorrichtungsgehäuses und die Höhe des Körpers 42. Das heißt, die Nase 44 kann eine Länge A haben, um geeignet mit einer Steckerbuchse unterbracht innerhalb eines Gehäuses mit einer vertikalen Kante oder Front an der Öffnung der Steckerbuchse zu operieren. Jedoch, um geeigneter Weise mit einem abgeschrägten Vorrichtungsgehäuse zu arbeiten, kann eine zusätzliche Länge B hinzugefügt werden, um Krümmungen des Vorrichtungsgehäuses zu kompensieren und kann eine zusätzliche Länge C hinzugefügt werden, um die Dicke des Steckverbindergehäuses 42 zu kompensieren, um sicherzustellen, dass die Kontakte innerhalb der Bereich 46a, 46b in der Lage sind, mit den Kontakten in der Steckerbuchse in dem gekrümmten Gehäuse zu verbinden, genauso wie sie es tun würden in einem Gehäuse mit einer flachen oder vertikalen Front. Je seichter die Krümmung des Gehäuses wird, desto mehr nimmt der Wert von B in entsprechender Weise zu. In ähnlicher Weise nimmt der Wert von C zu, je dicker das Steckverbindergehäuse 42 wird.
  • Die Struktur und die Form der Nase 44 wird festgelegt durch einen Massering 105, der ähnlich dem Massering 52 gezeigt in 5C ist, und kann aus Edelstahl oder einem anderen harten, leitenden Material hergestellt werden. Massering 105 kann auch einen Flanschteil oder Rücken 109 aufweisen, das eine Oberfläche 109a und 109b aufweist, die sich von dem Rücken zu den Oberflächen 44a bzw. 44b erstreckt, von dem Massering. Steckverbinder 100 weist Rückhaltemerkmale 102a, 102b gebildet als gekrümmte Aussparungen in den Seiten des Masserings 105 auf, die sich nicht zu der oberen Oberfläche 44a oder der unteren Oberfläche 44b erstrecken. Körper 42, das mit dem Massering 105 am Rücken 109 verbunden ist, wird in 13A in transparenter Form (über gepunktete Linien) gezeigt, so dass bestimmte Komponenten innerhalb des Körpers sichtbar sind. Wie gezeigt befindet sich innerhalb des Körpers 42 eine Leiterplatte (PCB) 104, die sich in dem Massering 105 zwischen den Kontaktbereichen 46a und 46b zu der fernen Spitze des Steckverbinders 100 erstreckt. Ein oder mehrere integrierte Schaltkreise (ICs), beispielsweise Application Specific Integrated Circuit (ASIC), Chips 108a und 108b, können operativ gekoppelt werden mit der PCB 104, um Informationen bezüglich des Steckverbinders 100 und jedem Zubehör oder Gerät, zu dem der Steckverbinder 100 gehört zu liefern und/oder um spezifische Funktionen auszuführen, wie beispielsweise Authentifizierung, Identifizierung, Kontaktkonfiguration und Strom- oder Leistungsregulation.
  • Beispielsweise ist in einer Ausführungsform ein ID-Modul innerhalb eines IC, das operativ mit den Kontakten des Steckverbinders 100 gekoppelt ist, enthalten. Das ID-Modul kann mit Identifikations- und Konfigurationsinformationen über den Steckverbinder und/oder sein assoziiertes Zubehör programmiert werden, das während des Zusammenfüge-Ereignisses an ein Host-Gerät kommuniziert werden kann. Als ein anderes Beispiel, kann ein Authentifizierungsmodul, welches programmiert ist, um eine Authentifizierungsroutine auszuführen, zum Beispiel eine Public-Key-Verschlüsselungsroutine mit einer Schaltung auf dem Host-Gerät innerhalb eines IC, das operativ mit dem Steckverbinder 100 gekoppelt ist, enthalten sein. Das ID-Modul und Authentifizierungsmodul kann innerhalb des gleichen ICs oder innerhalb eines anderen ICs enthalten sein. Als wiederum ein anderes Beispiel, in Ausführungsformen, in denen der Steckverbinder 100 ein Teil eines Ladezubehörs ist, kann ein Stromregler innerhalb einer der ICs 108a oder 108b enthalten sein. Der Stromregler kann operativ gekoppelt sein mit den Kontakten, die in der Lage sind, Strom zum Laden einer Batterie in dem Host-Gerät zu liefern und Strom, der über jene Kontakte geliefert wird, zu regulieren, um einen konstanten Strom zu gewährleisten, unabhängig von der Eingangsspannung und sogar wenn die Eingangsspannung vorrübergehend variiert.
  • Bond-Pads 110 können auch innerhalb des Körpers 42 in der Nähe des Endes von PCB 104 gebildet werden. Jedes Bond-Pad kann mit einem Kontakt oder einem Kontaktpaar innerhalb der Bereiche 46a und 46b verbunden werden. Drähte (nicht gezeigt) innerhalb des Kabels 43 können an die Bond-Pads gelötet werden, um eine elektrische Verbindung von den Kontakten zu dem Zubehör oder Gerät, mit dem der Steckverbinder assoziiert ist, bereitzustellen. Im Allgemeinen gibt es ein Bond-Pad und einen Draht innerhalb des Kabels 43 für jeden Satz von elektrisch unabhängigen Kontakten (z. B. ein Paar von passend verbundenen Kontakten, einer in Bereich 46a und einer im Bereich 46b, die elektrisch miteinander über PCB 104 gekoppelt sind) von dem Steckverbinder 100. Zusätzlich können ein oder mehrere Massedrähte (nicht gezeigt) von Kabel 43 auch gelötet werden oder anderweitig mit dem Massering 105 für ein Massesignal verbunden werden.
  • Wie in den 13B, 13C gezeigt, sind acht externe Kontakte 106(1)..106(8) räumlich voneinander entlang einer einzelnen Reihe in jedem der Kontaktbereiche 46a, 46b getrennt. Jeder Kontakt im Kontaktbereich 46a ist elektrisch verbunden mit einem entsprechenden Kontakt im Kontaktbereich 46b auf der gegenüberliegenden Seite des Steckverbinders. Die Kontakte 106(1)..106(8) können verwendet werden, um eine breite Vielfalt von Signalen, einschließlich digitalen Signalen und analogen Signalen, wie auch Leistung und Masse wie zuvor diskutiert, übertragen. In einer Ausführungsform hat jeder Kontakt 106(1)..106(8) eine längliche Kontaktoberfläche. In einer Ausführungsform ist die gesamte Breite eines jeden Kontaktes kleiner als 1 mm auf der Oberfläche, und in einer anderen Ausführungsform ist die Breite zwischen 0,75 mm und 0,25 mm. In einer bestimmten Ausführungsform ist die Länge eines jeden Kontakts 106(i) mindestens dreimal so lang an der Oberfläche wie seine Breite, und in einer anderen Ausführungsform ist die Länge eines jeden Kontakts 106(i) mindestens fünfmal so lang an der Oberfläche wie seine Breite.
  • 14A stellt eine bestimmte Implementierung von einer Pinbelegung 106a für den Steckverbinder 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar. Pinbelegung 106a weist acht Kontakte 106(1)..106(8) auf, die den Kontakten in den 13A–13C entsprechen können. Jeder der Kontakte 106(1)..106(8) in Pinbelegung 106a ist ein gespiegelter Kontakt, was bedeutet, dass ein individueller Kontakt 106(i) mit einem anderen Kontakt 106(i), der ihm direkt gegenüber auf der gegenüberliegenden Seite des Steckverbinders liegt, gekoppelt ist. Somit steht jeder der Kontakte 106(1)..106(8) in einem gespiegelten Verhältnis mit einem identischen Kontakt, der zur Vereinfachung durch das gleiche Bezugszeichen wie sein Gegenstück oder sein gespiegelter Kontakt repräsentiert ist.
  • Wie in 14A gezeigt, weist die Pinbelegung 106a zwei Kontakte 106(4), 106(5) auf, die elektrisch zusammen gekoppelt sind, um als ein einzelner Kontakt, der zur Übertragung von Leistung vorgesehen ist, zu fungieren; erste und zweite Zubehörkontakte 106(1) und 106(8), die für ein Zubehörleistungssignal und ein Zubehör-ID-Signal, und vier Datenkontakte 106(2), 106(3), 106(6) und 106(7) verwendet werden können. Es gibt keinen bestimmten Kontakt für Masse in einem der Kontakte 106(1)..106(8) auf der oberen oder unteren Oberfläche des Steckverbinders. Stattdessen wird die Verbindung mit Masse zwischen dem Massering (nicht gezeigt in 14A) und den Kontakten an der Seite der entsprechenden Steckerbuchse wie oben besprochen hergestellt.
  • Leistungskontakte 106(4), 106(5) können so dimensioniert sein, dass sie jeden vernünftigen Leistungsbedarf für ein tragbares elektronisches Gerät handhaben, und können zum Beispiel dazu ausgestaltet sein, zwischen 3–20 V von einem Zubehör zu führen, um ein Host-Gerät, welches mit dem Steckverbinder 100 verbunden ist, aufzuladen. Leistungskontakte 106(4), 106(5) sind im Zentrum der Kontaktbereiche 46a, 46b positioniert, um die Signalintegrität zu verbessern, indem der Strom soweit wie möglich von den Seiten des Masserings 105 fern gehalten wird.
  • Der zusätzliche Zubehörkontakt 106(1) kann für ein Zubehörleistungssignal verwendet werden, das Leistung von dem Host an ein Zubehör bereitstellt. Das Zubehörleistungssignal ist typischerweise ein niedrigeres Spannungssignal als das Leistungs-In-Signal, welches über die Kontakte 106(4) und 106(5) empfangen wird, zum Beispiel 3.3 Volt im Vergleich zu 5 Volt oder höher. Der Zubehör-ID-Kontakt stellt einen Kommunikationskanal bereit, der es der Hostvorrichtung ermöglicht das Zubehör zu authentifizieren und ermöglicht dem Zubehör Informationen an die Hostvorrichtung über die Fähigkeiten des Zubehörs, wie detaillierter unten beschrieben, zu kommunizieren.
  • Die Datenkontakte 106(2), 106(3), 106(6) und 106(7) können verwendet werden, um unter Verwendung von einem oder mehreren von mehreren verschiedenen Kommunikationsprotokollen die Kommunikation zwischen dem Host und dem Zubehör zu ermöglichen. In manchen Ausführungsformen arbeiten die Datenkontakte 106(2) und 106(3) als erstes Paar von Datenkontakten und arbeiten die Datenkontakte 106(6), 106(7) als zweites Paar von Datenkontakten, die es ermöglichen, dass zwei verschiedene serielle Kommunikationsschnittstellen über die Datenkontakte implementiert werden, wie oben beschrieben. In Pinbelegung 106a sind die Datenkontakte 106(2), 106(3) benachbart zu und an einer Seite der Leistungskontakte positioniert, während die Datenkontakte 106(6) und 106(7) benachbart zu aber auf der anderen Seite der Leistungskontakte positioniert sind. Die Zubehörleistungs- und Zubehör-ID-Kontakte sind an jedem Ende des Steckverbinders positioniert. Datenkontakte können Hochgeschwindigkeitsdatenkontakte sein, die mit einer Rate betrieben werden, die mindestens zwei Größenordnungen schneller ist als jedes Signal, das über den Zubehör-ID-Kontakt gesendet wird, was dazu führt, dass das Zubehör-ID-Signal im Wesentlichen wie ein DC-Signal für die Hochgeschwindigkeitsdatenleitungen aussieht. Somit verbessert das Positionieren der Datenkontakte zwischen den Leistungskontakten und dem ID-Kontakt die Signalintegrität durch Sandwichen der Datenkontakte zwischen Kontakten, die für DC-Signale oder im Wesentlichen DC-Signale vorgesehen sind.
  • 14B stellt eine Implementierung einer Pinbelegung 106b für einen Steckverbinder 100 gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung dar.
  • Ähnlich wie Pinbelegung 106a weist Pinbelegung 106b acht Kontakte 106(1)..106(8) auf jeder Seite des Steckverbinders 100 auf, die mit den Kontakten in den 13A–13C korrespondieren können. Die Pinbelegung 106a unterscheidet sich von der Pinbelegung 106b darin, dass manche der Kontakte gespiegelte Kontakte sind, während andere Kontakte in einer diagonalen Beziehung zueinander stehen über entweder eine Mittellinie 59 des Steckverbinders oder über ein oder zwei Viertellinien 59a, 59b des Steckverbinders wie oben beschrieben (wie hier verwendet, umfasst der Begriff „Viertellinie” nicht die Mittellinie). Ebenso weist Pinbelegung 106a einen einzelnen Leistungkontakt auf anstelle von zwei Leistungskontakten auf jeder Seite des Steckverbinders und fügt einen bestimmten Massekontakt hinzu.
  • Insbesondere wie in 14B gezeigt weist die Pinbelegung 106b ein erstes Paar von gespiegelten Datenkontakten 106(2), 106(3) und ein zweites Paar von gespiegelten Datenkontakten 106(6) und 106(7) auf, wobei jeder individuelle, gespiegelte Datenkontakt elektrisch mit einem entsprechenden Datenkontakt, der ihm direkt gegenüber auf der gegenüberliegenden Seite Steckverbinders liegt, verbunden ist. Der Leistungskontakt 106(5) weist zwei Kontakte, welche in einer diagonalen Beziehung zueinander über die Mittellinie 59 positioniert sind, auf, während der Massekontakt 106(1) zwei Kontakte aufweist, die in einer diagonalen Beziehung zueinander über die Mittellinie 59 positioniert sind. Der Zubehör-Leistungkontakt 106(4) und der Zubehör-ID-Kontakt andererseits sind in einer diagonalen Beziehung mit Gegenstückkontakten über die Viertellinien 59a bzw. 59b positioniert. Wenn der Steckverbinder 100 die Pinbelegung 106b aufweist, kann eine Seite des Steckverbinders 100 Kontakte 106(1)..106(8) aufweisen, die sequentiell angeordnet sind wie in 14B gezeigt, während und die andere Seite des Steckverbinders 100 Kontakte wie folgt aufweist: 106(1), 106(7), 106(6), 106(8), 106(5), 106(3), 106(2), 106(4), wobei jeder individuelle Kontakt 106(i) elektrisch mit einem Kontakt gekoppelt ist, der das gleiche Bezugszeichen auf der gegenüberliegenden Seite des Steckverbinders hat, wie in 14B gezeigt.
  • Der Leistungskontakt 106(5) kann so dimensioniert sein, dass jeder geeignete Leistungsbedarf für ein tragbares elektronische Gerät gehandhabt wird, und z. B. kann derart ausgestaltet sein, dass er zwischen 3–20 V von einem Zubehör trägt, um ein Host-Gerät, das mit dem Steckverbinder 100 verbunden ist, aufzuladen. Der Massekontakt 106(8) stellt einen bestimmten Massekontakt an einem Ende der Reihe von Kontakten soweit wie möglich von dem Leistungskontakt 106(5) entfernt zur Verfügung. Die Masse in Pinbelegung 106b wird ebenfalls durch den Massering 105 über die Kontakte in der Seite der entsprechenden Steckerbuchse wie mit Pinbelegung 106a zur Verfügung. Der zusätzliche, bestimmte Massekontakt 106(1) stellt jedoch zusätzliche Masseabdeckung zur Verfügung und bietet einen Vorteil, weil die Kontaktintegrität des Massepins 106(1) speziell ausgestaltet sein kann, um das elektrische Massesignal zu führen (z. B. unter Verwendung von vergoldeten Kupferkontakten) ohne durch die Härte oder andere Bedingungen, welche mit den Kontakten in der Seite des Masserings 105 assoziiert sind, die gewährleisten, dass der Massering ausreichend robust ist, um mehrere tausende Verbindungszyklen standzuhalten, beschränkt zu werden.
  • Die Datenkontakte 106(2), 106(3), 106(6) und 106(7) in Pinbelegung 106b können identisch zu den Datenkontakten sein, die in Bezug zu Pinbelegung 106a besprochen wurden. In der Pinbelegung 106b ist jedes Paar von Datenkontakten 106(2), 106(3) und 106(6), 106(7) entweder zwischen dem Leistungskontakt 106(5) oder dem Massekontakt 106(1) positioniert, wobei jedes davon ein DC-Signal führt, und einem der Zubehör- oder Zubehör-ID-Kontakte 106(4) bzw. 106(8), welche entweder ein Zubehör-Leistungssignal (ein DC-Signal) oder ein Zubehör-ID-Signal mit relativ niedriger Geschwindigkeit führen. Wie oben diskutiert, können die Datenkontakte Hochgeschwindigkeitsdatenkontakte sein, die bei einer Rate arbeiten, die mindestens zwei Größenordnungen schneller ist als die Zubehör-ID-Signale, was dazu führt, dass sie für die Hochgeschwindigkeitsdatenleitungen im Wesentlichen wie DC-Signale aussehen. Somit verbessert die Positionierung der Datenkontakte zwischen entweder den Leistungskontakten oder den Massekontakten und ACC-Kontakten die Signalintegrität durch Sandwichen der Datenkontakte zwischen den Kontakten bestimmt für DC-Signale oder im Wesentlichen DC-Signale.
  • In einer Ausführungsform repräsentiert die Pinbelegung 106a die Signalzuordnung eines Steckverbinders 100 in einem Steckverbinder/Steckerbuchsen-Paar, die das primäre physikalische Steckverbindersystem für ein Ökosystem von Produkten sein kann, das sowohl Host-elektronische Vorrichtungen als auch Zubehörvorrichtungen aufweist. In einer anderen Ausführungsform repräsentiert die Pinbelegung 106b solche Signalzuordnungen. Beispiele von Host-Vorrichtungen umfassen Smartphones, tragbare Mediaplayer, Tablet-Computer, Laptop-Computer, Desktop-Computer und andere Computervorrichtungen. Zubehör kann jedes Teil von Hardware sein, das mit dem Host verbindet und kommuniziert oder anderweitig seine Funktionalitäten ausweitet. Viele verschiedene Arten von Zubehörvorrichtungen können besonders ausgestaltet oder angepasst sein, um mit dem Host-Gerät über den Steckverbinder 100 zu kommunizieren, um zusätzliche Funktionalitäten für den Host zu ermöglichen. Der Steckverbinder 100 kann in jedem Zubehörgerät, das Teil des Ökosystems ist, inkorporiert sein, um zu ermöglichen, dass der Host und das Zubehör miteinander über einen physikalischen/elektrischen Kanal kommunizieren, wenn der Steckverbinder 100 von dem Zubehör mit einer entsprechenden Steckerbuchse in dem Host-Gerät verbunden wird. Beispiele von Zubehörvorrichtungen schließen Docking-Stationen, Lade-/Sync-Kabel und -Vorrichtungen, Kabeladapter, Weckerradios, Spiele-Controller, Audio-Equipment, Speicherkartenleser, Headsets, Video-Equipment und -adapter, Tastaturen, medizinische Sensoren wie beispielsweise Herzfrequenzmonitor und Blutdruckmonitore, Point-of-Sale (POS) Terminals, wie auch zahlreiche andere Hardware-Vorrichtungen ein, die mit dem Host-Gerät verbinden können und Daten austauschen können.
  • Es ist möglich, dass manches Zubehör mit dem Host-Gerät unter Verwendung von verschiedenen Kommunikationsprotokollen auf anderem Zubehör kommunizieren will. Zum Beispiel könnte manches Zubehör mit dem Host unter Verwendung eines differenziellen Datenprotokolls, beispielsweise USB 2.0, kommunizieren wollen, während anderes Zubehör mit dem Host unter Verwendung eines asynchronen, seriellen Kommunikationsprotokolls kommunizieren wollen könnte. In einer Ausführungsform können die Datenkontakte 106(2), 106(3), 106(6) und 106(7) zwei Paaren differenzieller Datenkontakten, zwei Paaren serieller Sende-/Empfangskontakten oder einem Paar von differenziellen Datenkontakten und einem Paar von seriellen Sende-/Empfangskontakten abhängig von dem Zweck des Steckverbinder oder der Funktion des Zubehörs, zu dem der Steckverbinder gehört, zugeordnet sein. Als Beispiel, das insbesondere nützlich ist für Verbraucher orientiertes Zubehör und Vorrichtungen, können die vier Datenkontakte zwei der folgenden drei Kommunikationsschnittstellen beherbergen: USB 2.0, Multi-Bus oder eine universelle asynchrone Empfänger/Sender-(UART)-Schnittstelle. Als ein anderes Beispiel, das besonders nützlich sein kann für die Fehlersuche und das Überprüfen von Vorrichtungen, kann der Satz von Datenkontakten zwei von entweder USB 2.0, UART oder ein JTAG-Kommunikationsprotokoll beherbergen. In jedem Fall kann das jeweilige Kommunikationsprotokoll, das zum Kommunizieren über einen gegebenen Datenkontakt verwendet wird, von dem Zubehör abhängen, wie oben beschrieben.
  • Wie oben erwähnt kann der Steckverbinder 100 ein oder mehrere integrierte Schaltungen aufweisen, die Informationen bezüglich des Steckverbinders und irgendeines Zubehörs oder irgendeiner Vorrichtung, zu dem es gehört, zur Verfügung stellen und/oder spezifische Funktionen ausführen. Die integrierten Schaltkreise können Schaltungen aufweisen, die in einem Handshake-Algorithmus partizipieren, der die Funktion von einem oder mehreren Kontakten an ein Host-Gerät, mit dem der Steckverbinder 100 verbunden ist, kommuniziert. Zum Beispiel kann ein ID-Modul innerhalb des ICs 108a wie oben beschrieben enthalten sein und operativ mit dem ID-Kontakt gekoppelt sein, der Kontakt 106(8) in jedem der Pinbelegungen 106a und 106b und ein Authentifizierungsmodul können in dem IC 108a mit dem ID-Modul oder in einem separaten IC, beispielsweise IC 108b, enthalten sein. Die ID- und Authentifizierungsmodule weisen jeweils einen computerlesbaren Speicher auf, der programmiert werden kann mit Identifikations-, Konfigurations- und Authentifizierungsinformationen, die für den Steckverbinder und/oder sein assoziiertes Zubehör relevant sind, die während des Zusammenfüge-Ereignisses an ein Host-Gerät kommuniziert werden können. Zum Beispiel, wenn der Steckverbinder 100 mit einer Steckerbuchse in einem Host-elektronischen Gerät verbunden ist, könnte das Host-Gerät einen Befehl über seinen Zubehör-ID-Kontakt (der positioniert ist, um den ID-Kontakt des entsprechenden Steckverbinders auszurichten) senden als Teil eines Handshaking-Algorithmus, um festzustellen, ob das Zubehör dazu autorisiert ist, mit dem Host zu kommunizieren und betrieben zu werden. Das ID-Modul kann den Befehl empfangen und darauf antworten, indem es eine vorbestimmte Antwort über den ID-Kontakt zurücksendet. Die Antwort könnte Informationen enthalten, die den Typ des Zubehörs oder des Geräts, zu dem der Steckverbinder 100 gehört, identifizieren sowie verschiedene Fähigkeiten oder Funktionalitäten des Geräts. Die Antwort könnte auch an das Host-Gerät kommunizieren, welche Kommunikationsschnittstelle oder Kommunikationsprotokoll der Steckverbinder 100 auf jedem der Datenkontaktpaare 106(2), 106(3) und 106(6), 106(7) verwendet. Wenn der Steckverbinder 100 Teil eines USB-Kabels ist, könnte beispielsweise die Antwort, die von dem ID-Modul gesendet wurde, Informationen enthalten, die dem Host-Gerät mitteilt, dass die Kontakte 106(2) und 106(3) USB-differenzielle Datenkontakte sind. Wenn der Steckverbinder 100 ein Headset-Steckverbinder ist, könnte die Antwort Informationen enthalten, die dem Host mitteilen, dass die Kontakte 106(6) und 106(7) Mikey-Bus-Kontakte sind. Die schaltenden Schaltungen innerhalb des Hosts können dann die Host-Schaltung, welche operativ mit den Kontakten in der Steckerbuchse gekoppelt ist, in entsprechender Weise, wie unten diskutiert, konfigurieren.
  • Während der Handshaking-Routine kann das Authentifizierungsmodul auch den Steckverbinder 100 authentifizieren (oder das Zubehör, zu dem es gehört) und feststellen, ob der Steckverbinder 100 (oder das Zubehör) in einem geeigneten Steckverbinder/Zubehör für den Host ist zum Interagieren unter Verwendung irgendeiner geeigneten Authentifizierungsroutine. In einer Ausführungsform erfolgt die Authentifizierung über den ID-Kontakt vor der Identifizierung und in Kontaktschaltschritten. In einer anderen Ausführungsform erfolgt die Authentifizierung über einen oder mehreren der Datenkontakte, nachdem sie entsprechend der Antwort, die von dem Zubehör gesendet wurde, konfiguriert sind.
  • Die 15A und 15B stellen in einer Ausführungsform eine Steckerbuchse 140 gemäß der Erfindung dar, die in einem Host-Gerät enthalten sein kann, um es einem Zubehör zu ermöglichen, einen Steckverbinder 100 aufzuweisen, der physikalisch mit dem Host-Gerät gekoppelt werden soll. Wie in den 15A, 15B gezeigt, weist die Steckerbuchse 140 acht Kontakte 146(1)..146(8) auf, die sich räumlich getrennt in einer einzelnen Reihe befinden. In einer Ausführungsform ist in der Steckerbuchse 140 die Pinbelegung von den Kontakten 146(1)..146(8) kompatibel mit einem Stecker, der eine Pinbelegung 106a aufweist, und in einer anderen Ausführungsform ist die Pinbelegung der Kontakte 146(1)..146(8) kompatibel mit einem Stecker, der die Pinbelegung 106b aufweist. Die Kontakte sind innerhalb eines Hohlraums 147, der durch ein Gehäuse 142 bestimmt ist, positioniert. Die Steckerbuchse 140 weist auch Seitenrückhaltemechanismen 145a, 145b auf, die mit den Rückhaltemerkmalen 102a, 102b in dem Steckverbinder 100 einrasten, um den Steckverbinder 100 innerhalb des Hohlraums 147 zu befestigen, sobald die Steckverbinder verbunden sind. Die Rückhaltemechanismen 145a, 145b können beispielsweise Federn sein und können aus elektrisch leitendem Material hergestellt sein, um die Massekontakte zu verdoppeln. Die Steckerbuchse 140 weist auch zwei Kontakte 148(1) und 148(2) auf (manchmal bezeichnet als ”Steckverbinderdetektier-”Kontakte), die etwas hinter der Reihe von Signalkontakten positioniert sind und verwendet werden können zum Detektieren, wenn der Steckverbinder 100 in den Hohlraum 140 eingeführt ist und zum Detektieren, wenn der Steckverbinder 100 den Hohlraum 140 verlässt, wenn die Steckverbinder sich voneinander lösen.
  • In einer Ausführungsform hat die Steckerbuchse 140 eine Pinbelegung wie in 15C gezeigt, die mit der Pinbelegung 106a zusammenpasst, und in einer anderen Ausführungsform hat die Steckerbuchse 140 eine Pinbelegung, wie in 16B gezeigt, die mit der Pinbelegung 106b zusammenpasst. In jeder der 15C und 15D sind die ACC1- und ACC2-Pins entweder mit der Zubehör-Leistungs- oder mit den Zubehör-ID-Pins des Steckverbinders konfiguriert abhängig von der Einführorientierung des Steckverbinders zusammenzupassen, das Paar von Data-A-Kontakten ist konfiguriert worden, um sich entweder mit dem Paar von Data-1-Kontakten oder mit dem Paar von Data-2-Kontakten zu verbinden, und die P_IN-(Leistung-In)Pin oder Pins sind konfiguriert, um sich mit dem Leistungskontakt oder -kontakten des Steckverbinders zu verbinden. Zusätzlich ist in der Pinbelegung von 15D der GND-Kontakt konfiguriert, um sich mit dem GND-Kontakt in dem Steckverbinder zu verbinden.
  • Es wird auf die 16A–16K Bezug genommen, welche vereinfachte Querschnittsansichten des Steckverbinders Zoo, der mit einem Zubehörgerät (nicht gezeigt), das mit der Steckerbuchse 140 verbunden ist, das in einem Host-elektronischen Gerät (das Gehäuse oder die Einhausung dessen teilweise in jeder Figur gezeigt ist) inkorporiert ist, zeigen. Jedes Mal, wenn ein Benutzer mit einem Zubehörgerät oder einem Host-elektronischen Gerät interagiert, könnte der Nutzer eine Bewertung bezüglich seiner Qualität machen. Solch eine Interaktion könnte erfolgen, wenn ein Nutzer einen Steckverbinder, beispielsweise den Steckverbinder 100, in eine entsprechende Steckerbuchse einführt, beispielsweise Steckerbuchse 140. Wenn der Steckverbinder sich einfach in die Steckerbuchse einführen lässt, könnte der Nutzer den Eindruck erlangen, dass das elektronische Gerät, das den Steckverbinder 100 oder den Steckverbinder 140 aufweist, eine hohe Qualität aufweist, und dass das Unternehmen, das das elektronische Gerät hergestellt hat, ein Qualitätsunternehmen ist und dem vertraut werden kann, dass zuverlässige Vorrichtungen hergestellt werden. Ebenso könnte solch eine Vereinfachung der Einführung die Erfahrung des Nutzers verbessern und das Gerät angenehmer für Verwendung machen.
  • In entsprechender Weise können die Ausführungsformen der folgenden Erfindung Steckverbinder und Steckerbuchsenöffnungen zur Verfügung stellen, die die einfache Einführung des Steckverbinders in die Steckerbuchse vorsehen. Ein Beispiel ist gezeigt in 16A, welche eine vereinfachte Draufsicht des Steckverbinders 100 und der Steckerbuchse 140 in Orientierung zueinander vor dem Zusammenfüge-Ereignis gemäß einer Ausführung der Erfindung ist. In diesem Beispiel könnte der Steckverbinder 100 eine gekrümmte Führungskante 101 haben. Die Führungskante 101 könnte für etwa 1 mm seiner Länge an jedem seiner Enden gerundet sein, wie gezeigt durch die Distanz L1, und in manchen Ausführungsformen für zwischen 0,5 mm und 1,5 mm an jedem Ende gerundet sein. Dieses gerundete vordere Ende könnte es einfacher machen, den Steckverbinder 100 in die Steckerbuchse 140 einzuführen, wenn der Steckverbinder außerhalb der Achse gedreht ist, das heißt wenn der Steckverbinder bei einem falschen Neigungswinkel eingeführt wird. Ebenso könnte in diesem Beispiel eine mehrfach abgestufte Öffnung durch das Vorrichtungsgehäuse (und seine assoziierten Teile) für die Steckerbuchse 140 bereitgestellt werden, in die der Steckverbinder 100 eingeführt wird. Die mehrfach abgestufte Öffnung könnte es einfacher machen, den Steckverbinder in die Steckerbuchse einzuführen, wenn der Steckverbinder entweder zu weit links oder zu weit rechts von der Öffnung in der X-Richtung eingeführt wird.
  • In diesem speziellen Beispiel könnte die Öffnung der Steckerbuchse 140 durch eine Kante von einem Klemmflansch 492 gebildet sein, der mit dem Steckerbuchsengehäuse 142 zusammenwirkt, um einen Einführhohlraum zu bilden, in den der Steckverbinder 100 während des Zusammenfüge-Ereignisses eingeführt ist. Der Klemmflansch 492, der mit dem Vorrichtungsgehäuse 490 an einem Ort, der in 16A nicht gezeigt ist, verbunden werden kann, könnte abgeschrägte Führungskanten 494 haben. Das Steckerbuchsengehäuse 142 könnte hinter dem Klemmflansch 492 versetzt sein und könnte eine gewinkelte Oberfläche 495 an den Seiten des Klemmflansches 492 haben, die den Einführhohlraum weiter verengt. In manchen Ausführungsformen sind die abgeschrägten Kanten 494 und die gewinkelten Oberflächen 495 jeweils zwischen 30–60 Grad gewinkelt und in einer Ausführungsform um etwa 45 Grad gewinkelt. In manchen Ausführungsformen sind ebenso die abgeschrägten Kanten 494 zwischen 0,1 und 0,5 mm breit und die gewinkelten Oberflächen 495 sind zwischen zwei- und viermal der Breite der abgeschrägten Kanten 494. In einer bestimmten Ausführungsform sind die abgeschrägten Führungskanten um etwa 0,3 mm abgeschrägt und die gewinkelten Oberflächen 495 verengen die Öffnung des Einführhohlraums durch etwa 1 mm auf jeder Seite des Klemmflansches. Somit könnte in dieser Ausführungsform die mehrfach abgestufte Öffnung eine 2,6 mm Toleranz in der Platzierung des Steckverbinders 100 relativ zur Öffnung der Steckerbuchse 140 bieten. Diese relativ große Toleranz (eine gesamte Breite von 6,6 mm für den Steckverbinder vorausgesetzt), kombiniert mit den gekrümmten Kanten des Steckverbinders 100, könnte es für den Nutzer relativ einfach machen, den Steckverbinder in die Steckerbuchse einzuführen. Nochmals, diese Vereinfachung der Einführung könnte die Meinung des Nutzers über die Qualität des Zubehörgeräts und/oder Host-elektronischen Geräts anregen.
  • 16B ist eine vereinfachte Querschnittsansicht des Steckverbinders 100 und der Steckerbuchse 140 in der gleichen Ausrichtungsposition zueinander vor einem Zusammenfüge-Ereignis, gezeigt in 16A. Nachdem der Steckverbinder in den Hohlraum 147 der Steckerbuchse eingeführt ist, wird der erste Kontaktpunkt zwischen den Steckverbindern der Massering 105 sein, der den Klemmflanschring 492 berührt, welcher die Öffnung zum Hohlraum 147 umgibt und geerdet ist. Somit kann jede statische Ladung, die sich auf dem Steckverbinder gebildet hat, bei Kontakt mit dem Klemmflanschring entladen werden. Nachdem der Steckverbinder in den Hohlraum 147 weiter eingeführt ist, könnten verschiedene Teile des Steckverbinders zuerst in Kontakt mit verschiedenen Teilen der Steckerbuchse kommen oder mit diesen ineinandergreifen, wie in den 16C–16K gezeigt. Zum Beispiel stellt 16C die jeweiligen Positionen der zwei Steckverbinder dar, wenn die individuellen Kontakte 106(i) mit dem Klemmflanschring 492 in Kontakt kommen. In einer Ausführungsform geschieht dies etwa 1,5 mm, nachdem die Führungskante 101 des Steckverbinders 100 in den Hohlraum 147 eingetreten ist oder 6,35 mm von einer vollständig zusammengefügten Position. 16D zeigt die jeweiligen Positionen der zwei Steckverbinder, wenn die individuellen Kontakte 106(i) zuletzt den Trimmring berühren können. In einer Ausführungsform ist dies ungefähr 4.1 mm, nachdem die Führungskante 101 des Steckverbinders 100 in den Hohlraum 147 eingetreten ist oder 3,75 mm von einer vollständig zusammengefügten Position.
  • Jede der 16D und 16F stellt den Steckverbinder 100 bei einer Position dar, bevor die Steckverbinderkontakte 106 in physikalischen Kontakt mit den Steckerbuchsenkontakten 146 kommen. Wie in den 16D und 16E gezeigt, weist jeder der Steckerbuchsenkontakte 146(i) eine Spitze 146a auf, einen Balkenteil 146b und einen Ankerteil 146c. Die Steckverbinderkontakte 106 sind Wischkontakte, das heißt jeder Kontakt 106(1) bewegt sich seitwärts mit einer wischenden Bewegung über die Spitze 146a eines jeweiligen Kontakts 146(i) während des Zusammenfüge-Ereignisses bis zum Einfinden in eine vollständig zusammengefügten Position, in der ein zentraler Teil der Kontaktoberfläche des Kontakts 106(i) im physikalischen Kontakt mit der Spitze 146a des Steckerbuchsenkontakts 146(i) steht. Der Prozess, in dem die Kontakte des Steckverbinders und der Steckerbuchse zuerst in Kontakt miteinander kommen, verursacht Verschleiß bei den Kontakten, was nach tausenden wiederholten Verwendungszyklen in einer verringerten Leistung resultiert. Ausführungsbeispiele der Erfindung haben die Kontakte ausgestaltet, um solch einen Verschleiß zu reduzieren und somit die Lebensdauer des Geräts zu verbessern. Um diesen Aspekt bestimmter Ausführungsformen der Erfindung zu verstehen, wird auf die 16E Bezug genommen, welche eine Explosionsdarstellung des Teils von 16D ist, gezeigt in den gestrichelten Linien.
  • Wie in 16E gezeigt kann die Schnittstelle zwischen der Führungskante 101 und den oberen und unteren Oberflächen 105a und 105b des Steckverbinders 100 die Kanten 101a bzw. 101b bilden. Nachdem der Steckverbinder 100 weiter in die Steckerbuchse 140 eingeführt ist, kann die Kante 101a (oder Kante 101b, falls der Steckverbinder in einer umgekehrten Orientierung eingeführt ist) des Kontakts 106(i) mit dem Steckerbuchsenkontakt 146(i) ineinandergreifen oder damit in Kontakt kommen, wie in 16G gezeigt. Ausführungsformen der Erfindung können Oberflächen 103a, 103b des Masserings 105 bilden, so dass die Kante 101a bei einer Höhe Z angeordnet ist, was den Verschleiß des Steckerbuchsenkontakts 106(i) reduziert und die Lebensdauer des Geräts verbessert. Insbesondere nachdem die Oberflächen 103a, 103b steiler gewinkelt sind, könnte die Höhe Z sich vergrößern. Dies wiederum könnte dazu führen, dass die Kanten 101a, 101b mit dem Kontakt 146(i) in der Nähe der oberen Oberfläche oder der Spitze 146a ineinandergreifen. Aber wenn der Steckverbinder 100 mit der Steckerbuchse 140 ineinandergegriffen ist, könnte der Kontakt 106(i) auf dem Steckverbinder mit dem Steckerbuchsenkontakt 146(i) auf der oberen Oberfläche 146a (wie in 16K gezeigt) ineinandergreifen. In entsprechender Weise, wenn die Oberflächen 103a, 103b zu steil abgeschrägt sind, können die Kanten 101a, 101b die Metallplatte in der Nähe der Spitze 146a den Steckerbuchsenkontakt 146(i) abnutzen, was die elektrischen Verbindungen zwischen dem Steckverbinder-Einfüge-Kontakt 106(i) und dem Steckerbuchsenkontakt 146(i) verringert.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass einer großen Höhe Z durch Erhöhen einer Höhe des Steckerbuchsenkontakts 146(i) Rechnung getragen werden kann. Dies würde aber eine größere Biegung des Steckerbuchsenkontakts 146(i) während der Einführung des Steckverbinders erfordern. Eine größere Biegung des Steckerbuchsenkontakts 146(i) könnte einen längeren Kontaktbalken erfordern und in einer größeren Steckerbuchsenlänge in der Einführrichtung des Hohlraums 147 resultieren, um das Altern und das Kaltverformen des Steckerbuchsenkontakts 146(i) zu vermeiden. Umgekehrt, wenn Z zu klein ist, könnten die Kanten 101a, 101b den Kontakt 146(i) an einer Stelle antreffen, die viel niedriger ist als die obere Oberfläche 146a, gezeigt in diesem Beispiel als Stelle 146d. Das Einrasten mit dem Kontakt 146(i) an der Stelle 146d könnte die Kraft, die auf den Steckerbuchsenkontakt 146(i) während des Einführen des Steckverbinders ausgeübt wird, erhöhen und dabei den Verschleiß von der Beschichtung des Kontakts 146(i) erhöhen. Somit können die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Massering 105 mit den Kanten 101a, 101b, die positioniert sind, um Steckerbuchsenkontakte 146 an einer Stelle, entfernt von der oberen Oberfläche 146a, bereitzustellen, um die Beschichtung bei diesem Zusammenfüge-Punkt zu schützen. Die Kanten 101a, 101b können weiter positioniert sein, um eine exzessive Kraft, die auf die Steckerbuchsenkontakte 146 während der Einführung des Steckverbinders vermittelt wird, zu vermeiden.
  • Was die 16F und 16H angeht, bevor irgendeiner der Kontakte 106 in elektrischen Kontakt mit den Kontakten 146 kommt, kommt der Massering 105 in Kontakt mit den Schnappverschlüssen 145a, 145b, welche ebenfalls als Massekontakte (16F) agieren, und später jeder der Kontakte 146 hinter die Schnittstelle zwischen dem vorderen Teil des Masserings 105 und dem Anfang von einem der Kontaktbereiche 46a, 46b gleitet (16H). In einer bestimmten Ausführungsform erfolgt ein anfänglicher Kontakt mit den Schnappverschlüssen 145a, 145b 2,6 mm entfernt von einer vollständig zusammengefügten Position und die Kontakte 146 berühren zuerst das dielektrische Material in einem der Kontaktbereiche 46a, 46b 1,4 mm von einer vollständig zusammengefügten Position entfernt. Dann, wie in 16I gezeigt, gerade 0,2 mm nachdem die Kontakte 146 keinen physikalischen Kontakt mehr mit dem Massering 105 haben (1,2 mm von einer vollständig zusammengefügten Position entfernt), detektiert der Steckverbinderkontakt die Kontakte 148(1) und 148(2), und gerade 0,4 mm später beginnen die Steckverbinderkontakte 106, in Kontakt mit den Steckverbinderkontakten 146 zu kommen, und eine vollständig zusammengefügte Position wird 0,8 mm später erreicht.
  • 16K stellt die Vollendung eines Zusammenfüge-Ereignisses zwischen dem Steckverbinder und der Steckerbuchse dar, wobei der Steckverbinder 100 vollständig in den Hohlraum 147 der Steckerbuchse 140 eingeführt ist. In der vollständig zusammengefügten Position sind alle Kontakte 106(1)..106(8) von einem der Kontaktbereiche 46a oder 46b physikalisch gekoppelt mit einem der Kontakte 146(1)..146(8), abhängig von der Einführorientierung des Steckverbinders 100 in Bezug auf den Steckverbinder 140. Somit, wenn der Steckverbinder 100 eine Pinbelegung 106a hat, wird der Kontakt 146(1) physikalisch entweder mit dem Kontakt 106(1) oder 106(8) verbunden, abhängig von der Einführorientierung; die Datenkontakte 146(2), 146(3) werden sich entweder mit den Datenkontakten 106(2), 106(3) oder mit den Datenkontakten 106(7), 106(6) verbinden, abhängig von der Einführorientierung etc.
  • Vor dem Zusammenfüge-Ereignis wird der Host im Allgemeinen nicht die Einführorientierung des Steckverbinders 100 kennen oder welches Kommunikationsprotokoll über die Datenkontakte 106(2), 106(3), 106(6) und 106(7) übermittelt wird. Die schaltende Schaltung innerhalb des Host-Geräts weist Schalter, die operativ die Schaltung auf der Host-Seite, die notwendig ist, um Signale zu unterstützen, und Kommunikationsschnittstellen auf, die von den Kontakten des Steckverbinders 100 mit den Steckerbuchsenkontakten 146(1)..146(8) dementsprechend verwendet werden. 17 stellt eine Ausführungsform der schaltenden Schaltung 150 dar, konfiguriert, um es einem Host-Gerät zu ermöglichen, die Pinbelegung 106a, gezeigt in 14A, zu implementieren. Die schaltende Schaltung 150 weist Schalter 151 und 158 auf, die operativ mit den Steckerbuchsenkontakten 146(1) bzw. 146(8) gekoppelt sind, und Schalter 152, 153, 156 und 157, die operativ mit den Kontakten 146(2), 146(3), 146(6) bzw. 146(7) gekoppelt sind. In einer Ausführungsform werden für die Kontakte 146(4) und 146(5) keine Schalter benötigt, da diese Kontakte, unabhängig von der Einführungsorientierung, immer mit den Leistungskontakten 106(4) und 106(5) in der Pinbelegung 106a ausgerichtet sind, welche elektrisch miteinander verbunden sind. In einer anderen Ausführungsform gibt es einen Schalter 151–158 für jeden der Kontakte 146(1)..146(8) und der Schalter ist anfänglich in einem offenen Status bis die Schaltung, verbunden mit den Kontakten 148(1), 148(2), detektiert, dass der Steckverbinder 100 vollständig in die Steckerbuchse eingeführt worden ist und das Zubehör autorisiert ist, um mit dem Host zu einer Zeit zu operieren, zu der die Schalter die Schaltung, wie unten beschrieben, verbinden.
  • Jeder der Schalter 151 und 158 aktiviert die Schaltung, die ein Zubehör-Leistungssignal an einen Steckerbuchsenkontakt, der entweder auf dem Kontakt 146(1) oder 146(8) geschaltet werden soll, abhängig von der Einführorientierung des Steckverbinders 100, bereitstellt. Zusätzlich erlauben manche Ausführungsformen der Erfindung, dass Datensignale (z. B. ein Paar von UART-Sende- und Empfangssignalen oder JTAG-Clock-Signale) über die Kontakte 146(1), 146(8) übertragen werden. Die Schalter 151 und 158 können auch operativ die Schaltung, die benötigt wird zum Implementieren solcher UART- oder JTAG-Kommunikationen mit den Kontakten 146(1), 146(8) verbinden, wie während der Handshaking-Routine festgelegt und/oder durch den Steckverbinder 100 kommuniziert. In ähnlicher Weise schaltet jeder der Schalter 152, 153, 156 und 157 die benötigte Schaltung, um die Kommunikationsschnittstellen USB 2.0, Mikey-Bus oder UART auf die Kontakte 152 zu unterstützen, 153, 156 und 157, wie durch den Steckverbinder 100 angewiesen.
  • Die schaltende Schaltung 150 ermöglicht es der Kommunikationsschnittstelle, verwendet durch die Datenkontakte, auch dynamisch geschaltet zu werden, während der Steckverbinder 100 an ein Host-Gerät gekoppelt ist. Das dynamische Schalten kann beispielsweise durch eine Nachricht initiiert werden, welche von dem ID-Modul innerhalb des Zubehörs an das Host-Gerät über den Kontakt 106(8) gesendet wird, welche den Host darüber informiert, dass eine neue Kommunikationsschnittstelle auf den Kontakten verwendet wird. Als ein Beispiel könnte als Antwort auf eine anfängliche Handshaking-Sequenz, wenn der Steckverbinder 100 mit einem entsprechenden Steckverbinder auf dem Host-Gerät verbunden ist, das ID-Modul eine Antwort senden und den Host darüber informieren, dass Datenkontakte 106(2), 106(3) und 106(6), 106(7) für zwei Paare von USB-2.0-differenziellen Datenkontakten verwendet werden. Nachdem einige Zeit später, während des Betriebs des Zubehörs, in dem der Steckverbinder 100 inkorporiert ist, könnte das Zubehör die Verwendung einer UART-seriellen Schnittstelle erfordern, um mit dem Host-Gerät über die gleichen zwei Kontakte, die zuvor für die USB-Signale vorgesehen waren, zu kommunizieren. Um dies zu tun, setzt das Zubehör interne Schalter, die mit den Kontakten 106(6), 106(7) gekoppelt sind, die die Kontakte von einem Zustand, in dem sie operativ mit der USB-Schaltung in dem Zubehör gekoppelt sind, stattdessen zu einem Zustand, in dem sie mit der UART-Schaltung gekoppelt sind, schaltet und eine Nachricht an den Host 100 schickt, auf die neue Konfiguration von Kontakten 106(6), 106(7) hinweisend.
  • Wie zuvor dargelegt, können verschiedene Arten von Zubehör den Steckverbinder 100 verwenden, um physikalisch mit einem Host-Gerät, das eine Steckerbuchse 140 aufweist, gekoppelt zu werden und mit diesem zu kommunizieren. Die 18–28 stellen verschiedene spezifische Beispiele von solchem Zubehör bereit. 18 ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines USB-Ladegeräts/-Adapters 160 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der USB-Adapter 160 weist einen Acht-Kontakt-Dual-Orientierungs-Inline-Steckverbinder 162 an einem Ende auf und einen USB-Steckverbinder 164 an dem anderen Ende auf. Ein optionales Kabel 163 koppelt den Steckverbinder 162 mit dem Steckverbinder 164, in anderen Ausführungsformen erstrecken sich beide Steckverbinder 162 und 164 von gegenüberliegenden Seiten von einem einzelnen kompakten Gehäuse. Der Steckverbinder 162 kann den gleichen physikalischen Formfaktor wie der Steckverbinder 100, gezeigt in 13A, haben und die Kontakte 166(1)..166(8) aufweisen, die in der Größe und Form den Kontakten 106(1)..106(8) entsprechen.
  • Das USB-Ladegerät/-Adapter 160 ist speziell dazu geeignet, in Datensynchronisations-Anwendungen und Ladeanwendungen verwendet zu werden. In diesem Sinne weist der Steckverbinder 162 zwei USB-2.0-differenzielle Datenkontakte an Stellen auf, an denen das Paar von differenziellen Datenkontakten Data 1 lokalisiert ist (Stellen 166(2), 166(3)). Die 19A und 19B stellen zwei verschiedene Pinbelegungen des USB-Ladegeräts 160 dar, wobei die Pinbelegung in 19A mit der Pinbelegung 160a kompatibel ist und die Pinbelegung in 19B mit der Pinbelegung 160b kompatibel ist. Wie in 20 gezeigt, sind die USB-Kontakte durch die ESD-Schutzschaltung 169 mit den USB-Kontakten in Steckverbinder 164 gekoppelt. Der Steckverbinder 162 weist auch Leistungskontakte, welche mit einem Stromregler 168b gekoppelt sind, auf, um ein Leistungs-Out-Signal von der VBus-Leitung des USB-Steckverbinders 164 bereitzustellen, der zum Laden des Host-Geräts verwendet werden kann. Der Zubehör-ID-Kontakt ist verbunden mit einem ID-Modul 168a innerhalb des Steckverbinders 162, um eine anfängliche Handshaking-Routine zwischen dem Steckverbinder und seinem Host zu aktivieren. Ein Speicher innerhalb des ID-Moduls 168a speichert Informationen, die den Host darüber informieren, dass die Kontakte 166(2), 166(3) für USB-2.0-differenzielle Datensignale vorgesehen sind.
  • Der Adapter 160 weist auch ein Authentifizierungsmodul (nicht gezeigt) zum Authentifizieren des Adapters an den Host, wie oben im Zusammenhang mit 14 beschrieben, auf. In einer Ausführungsform ist das Authentifizierungsmodul in dem ID-Modul 168a enthalten und authentifiziert den Adapter 160 über den ID-Kontakt. In einer anderen Ausführungsform ist das Authentifizierungsmodul verbunden mit den Datenkontakten 166(2), 166(3) und authentifiziert den Adapter über diese Kontakte, nachdem die Handshaking-Routine zwischen dem Host und dem ID-Modul die USB-Schaltung innerhalb des Hosts, der mit den Steckerbuchsenkontakten verbunden ist, die zu den Kontakten 166(2) und 166(3) ausgerichtet sind, operativ verbindet. Die Masse wird bereitgestellt an den Seiten des Steckverbinders 162 über Kontakte in der Seitenfläche des Masserings und in der Ausführungsform von 19B am Massekontakt 166(1). Da der USB-Adapter weder andere Daten benötigt noch erfordert, dass Leistung an ihn von dem Host geliefert wird, sind Kontakte für Zubehörleistung und für das zweite Datenpaar, Data 2, nicht erforderlich und sind in manchen Ausführungsformen nicht mit der Schaltung verbunden. Wie konfiguriert, ermöglicht der Steckverbinder 520 sowohl eine USB-2.0-Synchronisierung als auch ein 5 Volt, 2 Ampere Laden, wenn der USB-Steckverbinder 164 an ein Ladegerät 165 gekoppelt ist.
  • 21 ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht von einer Dockingstation 170, die einen Steckverbinder 172 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt, der dem Steckverbinder 100, diskutiert in den 13A–C und 14, ähnlich ist. Der Steckverbinder 172 erstreckt sich nach oben von einer Oberfläche 173, auf der ein tragbares elektronisches Gerät platziert werden kann, wenn es in die Station 170 eingedockt ist. Wenn es eingedockt ist, ist die Nase 172 verbunden mit einer Steckerbuchse, welche in dem tragbaren Mediengerät inkorporiert ist, und eine zweite Oberfläche 174 kann ein Rückseite der elektronischen Vorrichtungen unterstützen. Der ID-Kontakt des Steckverbinders 172 ist verbunden mit einem ID-Modul innerhalb des Steckverbinders, um den Host darüber zu informieren, dass zwei der Datenkontakte für USB-2.0-differenzielle Datensignale vorgesehen sind. Die Dockingstation 170 weist auch ein Authentifizierungsmodul auf, das die Dockingstation an seinen Host authentifizieren kann, wie im Zusammenhang mit dem USP-Adapter 160 beschrieben. Die Dockingstation kann das tragbare Mediengerät über zwei zentral angeordnete Leistungskontakte aufladen, die zusammengekoppelt sind und an einen Stromregler gekoppelt sind, um ein Leistungs-Out-Signal bereitzustellen. Masse wird bereitgestellt an den Seiten des Steckverbinders über die Kontakte in den Seiten des Masserings.
  • Die Dockingstation 170 ermöglicht es dem tragbaren Mediengerät wie beispielsweise einem iPod oder MP3-Player oder einem iPhone oder anderen Smartphones über den Steckverbinder 172 an einen Computer angeschlossen zu werden. In einer Ausführungsform unterstützt der Steckverbinder 172 die vollständige Besetzung von acht Kontakten wie in den 16A und 16B gezeigt, und die Dockingstation 170 kann an den Computer über ein USB-Kabel angeschlossen werden. In einer anderen Ausführungsform weist die Dockingstation eine Steckerbuchse auf, die dieselbe Pinbelegung hat wie der Steckverbinder 140 und kann mit dem Computer verbunden werden, der auch eine Steckerbuchse 140 mit einem Kabeladapter hat, der zwei Steckverbinder 100, welche miteinander über ein Kabel gekoppelt sind, aufweist.
  • 22 ist eine vereinfachte Draufsicht von einem Videoadapter 180 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Videoadapter 180 weist einen Steckverbinder 182 ähnlich dem Steckverbinder 100, welcher in den 13A–C diskutiert wurde, auf. Die Pinbelegung des Steckverbinders 180, gezeigt in den 23A (für eine Version, die mit der Pinbelegung 160a kompatibel ist) und 23B (für eine Version, die mit der Pinbelegung 160b kompatibel ist), weist einen Satz von USB-2.0-differenziellen Datenkontakten und ein Satz von UART-Sende-/Empfangskontakten auf. Der Zubehör-ID-Kontakt ist gekoppelt an ein ID-Modul 188a in dem Steckverbinder, der einen Speicher aufweist, der Informationen speichert, um den Host darüber zu informieren, dass zwei der Datenkontakte für die USB-2.0-Kommunikation vorgesehen sind, während die zwei anderen Datenkontakte für die UART-Signale vorgesehen sind. In einer Ausführungsform kann einer der Sätze von Datenkontakten (entweder die USB- oder UART-Kontakte) an ein Authentifizierungsmodul 188c verbunden sein, um den Adapter 180 zu authentifizieren, während in einer anderen Ausführungsform das Authentifizierungsmodul zusammen mit dem ID-Modul mit dem ID-Kontakt verbunden ist, wie oben im Zusammenhang mit dem Zubehör beschrieben.
  • Der Adapter 180 weist ein Adaptergehäuse 184 auf, in dem sich ein Videosteckverbinder 185a in jedem passenden Format von Videosignalen befindet. In einer Ausführungsform ist der Videosteckverbinder 185a eine HDMI-Steckerbuchse, in einer anderen Ausführungsform ist der Steckverbinder 185a eine VGA Steckerbuchse, und in wieder einer anderen Ausführungsform ist der Steckverbinder 185a ein Komponentenvideosteckverbinder. Ein Videoprozessor 187 (gezeigt in 24) trennt Audio- und Videodaten, die über den Steckverbinder 182 im USB 2.0-Format gesendet wurden und konvertiert die Daten in ein geeignetes Format für eine Ausgabe über den Steckverbinder 185a.
  • In manchen Ausführungsformen weist der Videoadapter 180 auch eine Steckerbuchse 185b auf, die die gleiche Pinbelegung und den gleichen physikalischen Formfaktor wie der Steckverbinder 140 aufweist. Jeder Steckverbinder, der mit dem Steckverbinder 140 zusammenpassen kann, könnte ebenso mit dem Steckverbinder 185b zusammenpassen. Der Steckverbinder 185b ermöglicht es anderem Zubehör, mit dem gleichen Host Gerät gekoppelt zu werden, mit dem der Steckverbinder 182 über eine Kaskadenverbindung gekoppelt ist. Eine Steuerung 188 ist gekoppelt an den Steckverbinder 185b und stellt alle Funktionalitäten (Authentifizierung, Kontaktschaltung, etc.) dar, welche das Host-Gerät gegenüber dem Steckverbinder 140 bereitstellt. Somit kann die Steuerung 188 die acht Kontakte des Steckverbinders 185b in der gleichen Weise setzen, dass die schaltende Schaltung 150 die Kontakte 146(1)..146(8) setzen kann. Die Leistungserhöhungsschaltung 189 erhöht verstärkt das Zubehörleistungssignal, empfangen vom Host-Gerät über den Kontakt 186(4), und stellt das Signal als ein Leistungs-Out-Signal über die Steuerung 188 in einen entsprechenden Kontakt in dem Steckverbinder 185b bereit. Außerdem kann der Adapter 180 in dieser Ausführungsform Leistung, reguliert durch einen Stromregler 188b, an ein Host-Gerät über die Leistungskontakte (Kontakte 186(4) und 186(5) in der Ausführungsform von 23A oder Kontakt 186(5) in der Ausführungsform von 23B) bereitstellen, wenn der Steckverbinder 185b an ein Zubehör oder an ein anderes Gerät, das den Ladevorgang ermöglicht, verbunden ist. Die 25 ist eine vereinfachte Draufsicht auf einen SD-(Secured Digital)Kartenadapter 190 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der SD-Kartenadapter 190 weist einen Steckverbinder 192, der dem Steckverbinder 100 ähnlich ist, welcher in den 13A–C beschrieben wird, und ein Gehäuse 194 auf. Das Gehäuse 194 und der Steckverbinder 192 sind durch ein Kabel 193 verbunden. Innerhalb des Gehäuses 194 befindet sich ein SD-Kartenleser 195, eine Mikrosteuerung 197, eine SD-Kartenschnittstelle 198 und ein Leistungsumwandler 199, der operativ gekoppelt ist, um die Leistung zu konvertieren, die durch den Host über den Kontakt 196(4) bereitgestellt wird, in ein 3 Volt Leistungs-Out-Signal zu konvertieren, das an einen geeigneten Kontakt auf dem SD-Kartenleser bereitgestellt wird.
  • Die Pinbelegung des Steckverbinders 192 weist einen Satz von USB-2.0-differenziellen Datenkontakten und ein Satz von UART-Sende-/Empfangskontakten auf, wie in jeder der 26A (für eine Version, die mit der Pinbelegung 160A kompatibel ist) und 26B (für eine Version, die mit der Pinbelegung 160B kompatibel ist) gezeigt. Die Leistungskontakte (Kontakte 196(4) und 196(5) in den Ausführungsformen von 26A oder der Kontakt 196(5) in der Ausführungsform von 26B) werden nicht verwendet. Der ID-Kontakt ist gekoppelt an ein ID-Modul 198a, das einen Speicher aufweist, der Informationen speichert, um den Host darüber zu informieren, dass zwei der Datenkontakte für die USB-2.0-Kommunikation vorgesehen sind, während die anderen zwei Datenkontakte für die UART-Signale vorgesehen sind. In einer Ausführungsform kann eines der Sätze von Datenkontakten (entweder die USB- oder die UART-Kontakte) verbunden werden mit einem Authentifizierungsmodul 198c, um den Adapter 190 zu authentifizieren, während das Authentifizierungsmodul in einer anderen Ausführungsform mit dem ID-Kontakt zusammen mit dem ID-Modul verbunden ist, wie oben im Zusammenhang mit anderem Zubehör beschrieben. Die SD-Kartenschnittstelle 198 ist gekoppelt an den SD-Kartenleser 195, um Daten zu lesen, die auf einer SD-Karte gespeichert sind, die in den Kartenleser eingeführt ist, und die Daten an das Host-Gerät über die zwei USB-Datenkontakte unter der Kontrolle der Mikrosteuerung 197 zu übermitteln.
  • In einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Kameraadapter bereitgestellt, der dem SD-Kartenadapter 190 ähnlich ist, aber an eine Kamera über eine USB-Verbindung angeschlossen ist. Diese Ausführungsform weist einen USB-Steckverbinder anstelle von einem SD-Kartenleser auf und stellt auch eine Leistungserhöhungsschaltung bereit, um ein 5 Volt Ausgangssignal über den USB Leistungskontakt bereitzustellen. Der USB-Kameraadapter weist keine SD-Kartenschnittstelle auf und speichert stattdessen Daten, die direkt über die USB-Kontakte der Kamera empfangen wurden, zwischen und stellt die Daten für den Host über die zwei USB-Datenkontakte bereit.
  • 28A ist eine vereinfachte schematische Repräsentation von einem Adapter 200 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Der Adapter 200 weist einen externen Kontakt-Steckverbinder 202 und eine Steckerbuchse 205 auf, wobei jeder von ihnen eine Vielzahl von Kontakten aufweist, die manche oder alle der Video-, Audio-, Daten- und Steuerungssignale zusammen mit Leistung und Masse unterbringen können. Der Steckverbinder 202 ist kompatibel mit einer Steckerbuchse 216 von einem Host-Gerät 215, das beispielsweise ein tragbarer Mediaplayer sein kann. Die Steckerbuchse 205 ist kompatibel mit einem Steckverbinder 222 von einem Zubehör 220, das als eine Dockingstation/Radiowecker gezeigt ist, aber auch jedes elektronische Zubehör sein kann, das einen Steckverbinder aufweist, der an den Adapter 200 gekoppelt werden kann. Der Steckverbinder 222 ist inkompatibel mit der Steckerbuchse 216 (und somit ist die Steckerbuchse 205 auch inkompatibel mit dem Steckverbinder 202). Die Inkompatibilität kann entweder eine physikalische Inkompatibilität zwischen den zwei Steckverbindern sein (zum Beispiel hat der Steckverbinder 222 eine Größe oder Form, die es ihm nicht ermöglicht, mit dem Steckverbinder 216 verbunden zu werden) oder eine elektrische Inkompatibilität (das heißt, auch wenn der Steckverbinder 220 physikalisch mit der Steckerbuchse 216 verbunden werden kann, führen die Steckverbinder eines oder mehrere Signale oder Leistungsversorgungs-Ausgänge, die inkompatibel in der Frequenz, in dem Spannungspegeln oder manchen anderen elektrischen Parametern miteinander sind). Der Adapter 200 ermöglicht es dem Zubehör 220, mit dem Host 215 zu kommunizieren. In manchen Ausführungsformen ist der Steckverbinder 202 ähnlich dem Steckverbinder 100, beschrieben in den 13A–C, und hat eine Pinbelegung wie im Zusammenhang mit 14 beschrieben, die es dem Steckverbinder ermöglicht, an ein Host-Gerät gekoppelt zu werden, in dem die Steckerbuchse 216 mit dem Steckverbinder 140 korrespondiert, gezeigt in 15. Außerdem ist in manchen Ausführungsformen der Steckverbinder 205 ein 30-Pin-Steckverbinder, wie beispielsweise ein 30-Pin-Steckverbinder, verwendet auf Apple iPod- und iPhone Vorrichtungen, der eine Pinbelegung, wie in 28B gezeigt, hat.
  • Wie in 28A gezeigt, weist der Adapter 200 die Umwandlungsschaltung 201 innerhalb des Gehäuses 204 auf, die Signale und Spannungen, welche von dem Zubehör 220 über die Kontakte des Steckverbinders 205 empfangen werden, in Signale und Spannungen konvertiert, die an den Steckverbinder 202 übermittelt werden können, und durch das Host-Gerät 215 verarbeitet. Die Umwandler wandeln auch Signale und Spannungen um, die durch den Host 215 über die Kontakte 206(1)..206(8) gesendet wurden, in Signale und Spannungen, die über den Steckverbinder 205 übermittelt und durch das Zubehör 220 verarbeitet werden können. In einer Ausführungsform weist die Umwandlungsschaltung 201 einen Audio-/Videoumwandler 207, einen Datenumwandler 208 und einen Leistungsumwandler 209 auf. Andere Ausführungsformen weisen nur einen oder zwei der Umwandler 207, 208 und 209 auf oder weisen andere Typen von Umwandlern zusammen auf.
  • Der Audio-/Videoumwandler 207 kann ein einseitig gerichteter Umwandler sein (zum Beispiel wandelt er nur Video- und/oder Audiodaten, die von dem Host gesendet wurden, in ein Format um, das von einem Zubehör empfangen und verarbeitet werden kann, oder er wandelt nur Video- und/oder Audiodaten, die von dem Zubehör gesendet wurden, in ein Format um, das durch den Host empfangen und verarbeitet werden kann) oder ein beidseitig gerichteter Umwandler sein (das heißt er wandelt Video- und/oder Audiodaten in beide Richtungen um, welche zwischen dem Host und dem Zubehör gesendet werden). In einer bestimmten Ausführungsform ist der Audio-/Videoumwandler 207 ein einseitig gerichteter Umwandler, der digitale Audio- und digitale Videodaten, die über die USB-Datenleitungen des Steckverbinders 202 gesendet wurden, in analoge Audio- und analoge Videosignale umwandelt. In einer anderen Ausführungsform wandelt der Umwandler 207 nur Audiodaten um, und der Adapter 200 unterstützt die Umwandlung von Videodaten zwischen dem Host 215 und dem Zubehör 220 nicht.
  • In ähnlicher Weise kann der Datenumwandler 208 ein einseitig gerichteter oder beidseitig gerichteter Datenumwandler sein. In einer Ausführungsform ist der Datenumwandler 208 imstande, die Datensignale, empfangen über ein erstes Kommunikationsprotokoll, das durch das Zubehör 220 und den Steckverbinder 205 verwendet wird, entweder in ein USB-Protokoll oder in ein UART-Protokoll, das durch den Steckverbinder 202 und den Host 215 verwendet wird, zu übersetzen. In einer anderen Ausführungsform unterstützen die Steckverbinder 202 und 205 jeweils die USB- und UART-Kommunikationsprotokolle und der Datenumwandler 208 gibt die USB-Signale zwischen den zwei Steckverbindern ohne Umwandlung weiter, aber wandelt die UART-Signale, empfangen von jedem der Hosts 215 und Zubehör 220 in ein Format um, das für den anderen Host 215 und das Zubehör 220 geeignet ist. Der Datenumwandler 208 kann auch Steuerungs- und ID-Signale verarbeiten, die über den Steckverbinder 205 empfangen wurden, wie es erforderlich sein kann, um mit dem Zubehör zu kommunizieren. Der Leistungsumwandler 209 kann eine erste DC-Spannung, empfangen von dem Zubehör 220 über den Steckverbinder 205, in eine zweite DC-Spannung umwandeln, die an den Host 215 über den Steckverbinder 202 übermittelt werden kann, und kann eine dritte DC-Spannung, empfangen von dem Host 215 über den Steckverbinder 202, in eine vierte DC-Spannung umwandeln, die dem Zubehör 220 über den Steckverbinder 205 bereitgestellt wird.
  • Die Pinbelegung des Steckverbinders 202 weist einen Satz von USB-2.0-differenziellen Datenkontakten und ein Satz von UART-Sende-/Empfangskontakten, wie in 23 gezeigt, auf. Der ID-Kontakt ist gekoppelt an ein ID-Modul 208a, das einen Speicher aufweist, der Informationen speichert, um den Host darüber zu informieren, dass zwei der Datenkontakte für die USB-2.0-Kommunikation vorgesehen sind, während die anderen zwei Datenkontakte für die UART-Signale vorgesehen sind. Ein Stromregler 208b ist operativ gekoppelt an die zwei zentral positionierten Leistungskontakte 206(4), 206(5), um den Strom zu dem Host zu regeln, wenn der Steckverbinder 206 an ein Zubehör oder ein anderes Gerät, das den Ladevorgang aktiviert, verbunden ist.
  • In manchen Ausführungsformen kann der Adapter 202 zwei Level von Authentifizierung aufweisen. In einem ersten Level authentifiziert der Adapter 202 sich selbst im Host 215 durch seine Verbindung zu dem Host über den Steckverbinder 202 und den Steckverbinder 216. Wie oben im Zusammenhang mit anderem Zubehör beschrieben, kann in einer Ausführungsform dieser Level der Authentifizierung durch ein Authentifizierungsmodul 208c über eines der Sätze von Datenkontakten ausgeführt werden (entweder den USB- oder UART-Kontakten), nachdem die Kontakte in der Steckerbuchse des Hosts konfiguriert sind, und in einer anderen Ausführungsform kann es von einem Authentifizierungsmodul, das an die ID-Kontakte verbunden ist, als ein anfänglicher Teil des Handshaking-Algorithmus zwischen dem Host und dem Adapter 202 durchgeführt werden. Nachdem der Adapter authentifiziert ist und in Kommunikation mit dem Host über die Kontakte 202 steht, kann ein zweiter Level von Authentifizierung folgen, wo ein Authentifizierungsprozessor 210 in dem Adapter 202 das Zubehör 220 authentifiziert, das mit ihm über den Steckverbinder 205 und den Steckverbinder 220 gemäß eines Authentifizierungsprotokolls verbunden ist, das das Zubehör 220 normalerweise verwenden würde, wenn es sich mit einem Host verbindet, wobei das Zubehör 220 gestaltet war mit diesem betrieben zu werden.
  • In bestimmten Ausführungsformen, in denen der Steckverbinder 205 eine Pinbelegung wie in 28B hat und der Adapter digitale Videodaten, empfangen über den Steckverbinder 202, in analoge Videodaten, gesendet über den Steckverbinder 205, umwandelt, kann die Schaltung des Adapters 200 die Kontakte innerhalb der Steckverbinder 202 und 205, wie in Tabelle 1 (für einen Adapter, in dem der Steckverbinder 202 eine Pinbelegung hat, die kompatibel ist mit der Pinbelegung 106a) gezeigt, verbunden werden oder, wie in Tabelle 2 (für einen Adapter, in dem der Steckverbinder 202 eine Pinbelegung hat, die mit der Pinbelegung 106b kompatibel ist) unten gezeigt.
    Steckverbinder 202 Kontakte Adapter 200 Schaltung Steckverbinder 205 Kontakte
    USB: 202(2), 202(3) Audio-/Video-Umwandler 207 Kontakte 21, 22, 23, 27, 28
    USB: 202(2), 202(3); UART: 202(6), 202(7) Datenumwandler 208 Kontakte 4, 6, 10, 18, 19, 20, 24, 30 (verwendet als Vorrichtungserkennung)
    Pwr: 202(4), 202(5); Acc_Pwr: 202(1) Leistungsumwandler 209 Kontakte 8, 13
    GND: Massering über seitliche Kontakte Masse Kontakte 1, 2, 15, 16, und 29
    N/A Keine Verbindung Kontakte 3, 5, 7, 9, 11, 12, 14, 17, 25, 26
    Tabelle 1
    Steckverbinder 202 Kontakte Adapter 200 Schaltung Steckverbinder 205 Kontakte
    USB: 202(2), 202(3) Audio-/Video-Umwandler 207 Kontakte 21, 22, 23, 27, 28
    USB: 202(2), 202(3); UART: 202(6), 202(7) Datenumwandler 208 Kontakte 4, 6, 10, 18, 19, 20, 24, 30 (verwendet als Vorrichtungserkennung)
    Pwr: 202(5); Acc_Pwr: 202(4) Leistungsumwandler 209 Kontakte 8, 13
    GND: 202(8) und seitliche Kontakte Masse Kontakte 1, 2, 15, 16, und 29
    N/A Keine Verbindung Kontakte 3, 5, 7, 9, 11, 12, 14, 17, 25, 26
    Tabelle 2
  • In einer anderen Ausführungsform, in der der Adapter 200 die Umwandlung von Videodaten nicht unterstützt, können die Kontakt-mit-Adapter-Schaltungsverbindungen, gezeigt in Tabelle 1, verwendet werden außer, dass die Kontakte 21, 22 und 23 in einem offenen Status gelassen werden und nicht mit der aktiven Schaltung innerhalb des Adapters verbunden werden. Der Adapter 200 kann ebenso eine Mikrosteuerung (nicht gezeigt) aufweisen, die mit dem Zubehör 220 unter Verwendung eines Protokolls kommunizieren kann, das das Zubehör normalerweise verwenden würde, um mit einem Host-Gerät, zu dem das Zubehör kompatibel ist, zu kommunizieren. Zum Beispiel weist der Adapter 200 in einer Ausführungsform eine Mikrosteuerung auf, die die Kommunikation mit dem Zubehör 220 unter Verwendung des iAP-Protokolls, verwendet durch ein Apple iPod- oder iPhone-Gerät, unterstützt. Manche oder alle der Umwandlungsschaltungen 200 können Teil der Mikrosteuerung sein oder es kann eine getrennte Schaltung sein. Die Mikrosteuerung kann auch ausgewählte Kontakte des Steckverbinders 205 (zum Beispiel Kontakte 13, 18–20 und 30, welche als iPod-Detektor verwendet werden) in einen offenen Status setzen, sodass das Zubehör nicht erkennt, dass es an einen Host angeschlossen ist bis nachdem sich der Adapter 200 selbst an den Host authentifiziert und der Host seine Kontakte konfiguriert, um Kommunikation zwischen dem Host und dem Adapter zu erlauben. Sobald der Host und der Adapter operativ verbunden sind und in vollständiger Kommunikation zueinander stehen, kann der Adapter 200 die zuvor offenen/massefreien Kontakte mit der geeigneten Schaltung verbinden, sodass das Zubehör erkennt, dass es mit dem Adapter verbunden worden ist und kann auf jede Authentifizierungsanfrage von dem Adapter 200 antworten, um einen Kommunikationslink zwischen dem Adapter und dem Zubehör zu initiieren und zu vervollständigen und dann ultimativ den Host zu dem Zubehör über den Adapter 200.
  • Es wird jetzt Bezug genommen auf die 29, 30A–30T und 31 bezüglich der Schritte, die mit der Herstellung und der Fertigung des Steckverbinders 300 assoziiert sind (siehe 30T). 29 ist ein Flussdiagramm, das allgemeine Schritte illustriert, die mit der Herstellung und der Fertigung des Steckverbinders 300 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung assoziiert sind. Die 30A–30T stellen den Steckverbinder 300 in verschiedenen Phasen der Herstellung, gezeigt in 29, dar. 31 ist ein Flussdiagramm, das den allgemeinen Schritt des Anbringens der Kontaktanordnung an das PCB genauer beschreibt, bezeichnet als Schritt 130, in der allgemeinen Herstellung und dem Fertigungsprozess, dargestellt in 29.
  • Jetzt auf die 30A–30D Bezug nehmend, kann die Herstellung des Steckverbinders 300 initiiert werden mit der Fertigung des Masserings 305, der Konstruktion der Leiterplatte (PCB) 304 und der Konstruktion von Kontaktanordnungen 316a, 316b (29, Schritte 122, 124 und 126), von denen jeder unabhängig von den anderen in jeder Reihenfolge erfolgen kann. In Schritt 122 kann der Massering 305 (siehe 30A) gefertigt werden unter Verwendung einer Vielfalt von Techniken wie beispielsweise ein Metallspritzgussverfahren (MIM), ein Kaltstauch-Verfahren oder ein Rohling-Bearbeitungsverfahren. Ein MIM-Verfahren kann sehr viel Flexibilität bieten beim Erzielen einer gewünschten Geometrie und kann in einem Teil resultieren, welches fast der endgültig erwünschten Form entspricht mit minimalem Nachbearbeitungsaufwand. In manchen Ausführungsformen können alternative Verfahren, wie beispielsweise Kunststoffspritzguss und Beschichtung zum Bilden des Masserings 305 verwendet werden. Die Aussparungen 302a, 302b und das Fenster 307 können in dem Massering, bearbeitet oder gegossen werden und die Oberfläche des Masserings kann unter Verwendung eines Medienstrahlverfahrens geglättet werden. Ferner kann es wünschenswert sein, die Oberflächen des Masserings, beispielsweise die Flächen 319a, 319b an der Ober- und Unterseite des Masserings abzuschleifen oder zu bearbeiten. Die Abschleif- und Bearbeitungsvorgänge können verwendet werden, um eng tolerierte Merkmale zu erzeugen. Zum Beispiel können die Flächen 319a, 319b präzise geschliffen sein, um ein Paar von Oberflächen zu bilden, die im Wesentlichen flach sind und in einem präzisen Abstand voneinander sind. Eng tolerierte Komponentengeometrie kann vorteilhaft sein für nachfolgende Anordnungsvorgänge und kann weiter der Performance von bestimmten kleinen Steckverbindern dienen. In einer Ausführungsform ist der Umfang des Steckverbinder-Körpers kleiner als 30 mm. Der Massering 305 kann mit einem oder mehreren Metallen beschichtet sein, um die gewünschte Oberfläche zu erhalten.
  • Die PCB 304 (siehe 30B–30C), welche in Schritt 124 gefertigt wird, kann eine traditionelle Epoxid- und Glaskombination sein oder kann jede äquivalente Struktur sein, die in der Lage ist, elektrische Signale zu leiten. Zum Beispiel können manche Ausführungsformen eine flexible Struktur, welche aus sich abwechselnden Schichten aus Polyimid und Leiterbahnen zusammengesetzt ist, verwenden, während andere Ausführungsformen ein Keramikmaterial mit Leiterbahnen oder ein Kunststoffmaterial, welches mit Laserdirektstrukturierung bearbeitet wird, verwenden, um Leiterbahnen zu erzeugen. Die PCB kann mit einem Satz von Leiter-Bond-Pads 310, angeordnet an einem Ende, und einem Satz von Kontakt-Bond-Pads 312(1)..312(8), angeordnet an dem gegenüberliegenden Ende, gebildet sein. In einer Ausführungsform sind die Kontakt-Bond-Pads jeweils aufgeteilt entlang einer Querrichtung in zwei getrennte Bond-Pads. Die PCB kann auch mit einem oder mehreren Massefeder-(ground spring)-Bond-Pads 301 ausgestattet sein, um sich elektrisch mit einer oder mehreren Massefedern 320 zu verbinden, wie dargestellt in 30D. Zusätzlich kann ein Satz von Komponenten-Bond-Pads 314 auf der PCB gebildet werden, um eine oder mehrere aktive oder passive elektronische Komponenten zu verbinden, wie beispielsweise, integrierte Schaltkreise (ICs), Widerstände oder Kondensatoren. Die hier dargestellten Ausführungsformen sind nur beispielhaft, andere Ausführungsformen können eine andere Anordnung von Bond-Pads 301, 314, 310, 312(1)..312(8), mehr oder weniger Bond-Pads wie auch Bond-Pads, gebildet auf einer oder beiden gegenüberliegenden Seiten der PCB 304, und weniger, mehr oder andere elektronische Komponenten haben.
  • Beispielhafte elektronische Komponenten 308a, 308b werden auf jeder Seite der PCB 304 (siehe 30C) dargestellt. In manchen Ausführungsformen wird ein leitendes Epoxid verwendet, um die elektronischen Komponenten elektrisch an die PCB 304 anzubringen. In anderen Ausführungsformen kann eine Lötlegierung eingesetzt werden unter Verwendung von unzähligen Techniken, wie beispielsweise durch Steckmontage, Schablonendruck und Reflow, Chip-On-Board, Flip-Chip oder andere geeignete Verbindungsverfahren. In einer Ausführungsform wird ein Schablonendruckverfahren verwendet, um Lötpaste auf den Komponenten-Bond-Pads 314 aufzubringen. Die elektronischen Komponenten 308a, 308b werden dann auf der Lötpaste aufgebracht, und ein konvektives Heizverfahren kann verwendet werden, um die Lötpaste wieder fließen zu lassen und die elektronischen Komponenten an die PCB anzubringen. Die Lotlegierung kann eine Blei-Zinn-Legierung, eine Zinn-Silber-Kupfer-Legierung oder andere geeignete Metalle oder metallische Legierungen sein.
  • Das gleiche Reflow-Löten-Anbringungsverfahren kann verwendet werden, um eine Massefeder 320 an die PCB 304 anzubringen. Die Massefeder wird genauer dargestellt in 30D. Die Massefeder 320 kann zusammengesetzt sein aus einer Phosphor-Bronze-Legierung oder einem anderen Metall und optional beschichtet sein mit Nickel und Gold. Die Massefeder kann weiter einen oder mehrere Federarme 322a, 322b und einen oder mehrere Vorsprünge 324a, 324b mit einer oder mehreren Perforationen zwischen ihnen haben. Die Perforationen zwischen den Vorsprüngen können die mechanische Stärke des Anbringens der Massefeder 320 an die PCB 304 verbessern, welche dabei helfen, die PCB 304 innerhalb des Masserings 305 während des Fertigungsverfahren zu zentrieren, wie unten beschrieben, und einen zusätzlichen Massekontakt zwischen der PCB 304 und dem Massering bereitzustellen.
  • Während des elektronischen Komponenten-Anbring-Verfahrens kann Lötpaste auf den Kontakt-Bond-Pads 312(1)..312(8) aufgebracht sein und mit dem Reflow-Verfahren verlötet sein. 30C stellt Löt-Bumps 313(1)..313(8) dar, die während des Reflow-Verfahrens auf den Kontakt-Pads gebildet werden. Die Lötpaste bildet einen Bump während des Reflow-Verfahrens aufgrund der hohen Oberflächenspannung des Lötzinns, wenn es in seinem flüssigen Zustand ist.
  • In manchen Ausführungsformen, nachdem die Komponenten an die PCB 304 angebracht sind, kann die Anordnung gewaschen und getrocknet werden. In anderen Ausführungsformen wird ein nicht reinigendes Flussmittel verwendet, um dem Lötprozess zu helfen, und es gibt keinen Waschprozess. In weiteren Ausführungsformen wird ein nicht reinigendes oder putzbares Flussmittel verwendet, um dem Lötprozess zu helfen, und die Anordnung wird gewaschen. Schließlich können manche oder alle der elektronischen Komponenten 308a, 308b mit einem schützenden Material verkapselt werden, wie beispielsweise, zum Beispiel, ein Epoxid, ein Urethan oder ein Silikon-basiertes Material. In manchen Ausführungsformen kann die schützende Verkapselung mechanische Stärke für eine verbesserte Verlässlichkeit und/oder Umweltschutz vor Feuchtigkeit für sensitive elektronische Komponenten bieten. In weiteren Ausführungsformen kann die schützende Verkapselung die dielektrische Durchschlagsspannungs-Performance des Steckverbinders 300 verbessern. Die Verkapselung kann mit einer automatisierten Maschine oder mit einem manuellen Dispenser angewendet werden.
  • Der nächste Schritt der Anordnung kann das Einführen der PCB 304 durch eine rückseitige Öffnung des Masserings 305 umfassen, so dass die Löt-Bumps 313(1)..313(8) innerhalb des Fensters 307 positioniert sind (29, Schritt 128; 30E und 30F). 30E stellt die PCB 304, eingeführt in den Massering 305, dar. 30F stellt eine longitudinale Querschnittsansicht der Anordnung, gezeigt in 30E, aufgenommen durch die Linie A-A' und Kontakt-Pads 313(2) dar. 30F stellt die Massefederarme 322a, 322b in Kontakt mit den oberen und unteren Oberflächen des Masserings 305 dar. Es kann auch gesehen werden, dass die Masseringvorsprünge 324a, 324b die maximale außermittige Position festlegen, welche die PCB 304 innerhalb des Masserings einnehmen kann. Insbesondere kann die PCB 304 sich nur vertikal innerhalb des Masserings 304 bewegen, sofern die Vorsprünge es erlauben. Ferner ist zu sehen, dass die Löt-Bumps 313(1)..313(8), angeordnet auf den Kontakt-Bond-Pads 312(1)..312(8), innerhalb des Fensters 307 ausgerichtet sind. In manchen Ausführungsformen umfasst der nächste Schritt der Anordnung die Anordnung des Flussmittels auf den Löt-Bumps 313(1)..313(8) durch das Fenster 307. Dies kann geschehen, zum Beispiel, mit einer automatisierten Luft zerstäubenden Spritzdüse oder durch einen Bediener mit einem Dispenser.
  • Als nächstes können die Kontaktanordnungen 316a, 316b (gebildet in 29, Schritt 126) innerhalb des Fensters 307 auf jeder Seite des Masserings 305 für das Anbringen an die PCB 304 (29, Schritt 130, 30G) positioniert sein. Die Kontaktanordnungen, verwendet in manchen Ausführungsformen, sind in den 30H–30J dargestellt. 30H zeigt eine perspektivische Draufsicht, während 30I einen Grundriss von unten zeigt und 30J eine Seitenansicht zeigt. Jede Kontaktanordnung 316a, 316b kann einen gegossenen Rahmen 315 umfassen, der aus einem dielektrischen Material wie beispielsweise Polypropylen gebildet sein kann. In anderen Ausführungsformen ist der Rahmen hergestellt aus einem flüssigen Kristallpolymer, das teilweise mit Glasfasern gefüllt sein kann. Eine Ausführungsform hat acht Kontakte 306(1)..306(8), die umspritzt sind und durch den Rahmen 315 gesichert sind. Der Rahmen 315 kann mit einem oder mehreren Zentrierbolzen 323 ausgestattet sein, die aus einer Bodenoberfläche des Rahmens 315, wie in 30F gezeigt, hinausragen. Die Zentrierbolzen 323 können verjüngt sein und können ein abgeschrägtes fernes Ende haben, das innerhalb der Ausrichtungsregeln in die PCB 304 passt und ausgestaltet ist, um den Rahmen 315 mit der PCB 304 auszurichten. In manchen Ausführungsformen kann der Rahmen eine Ausrichtungsnasen 318, angeordnet auf dem Umfang des Rahmens, haben, die jeden Rahmen 315 innerhalb der Öffnungen 307 ausrichten. Ferner kann der Rahmen einen oder mehrere biegbare Kämme 325(1)..325(8) haben, die aus der Bodenoberfläche der Kontaktanordnung 316a, 316b hinausragen und dabei helfen, den korrekten Abstand zwischen dem Rahmen 315 und der PCB 304 in der vertikalen Richtung zu gewährleisten.
  • Jeder Kontakt 306(1)..306(8) in der Kontaktanordnung 316a, 316b kann aus einer Vielzahl von leitenden Materialien hergestellt sein, zum Beispiel Phosphor-Bronze, Kupfer oder Edelstahl. Ferner können die Kontakte beschichtet sein mit zum Beispiel Nickel/Gold, mehrschichtiges Nickel/Gold, Nickel/Palladium oder jedem anderen akzeptablen Metall, um ihre Performance und Erscheinung zu verbessern. Die Kontakte können zugeschnitten sein in einem progressiven Stanz- und Bildungsverfahren aus einem Metallblatt und in den Rahmen 315 einspritzt sein. Jeder Kontakt kann zusammengesetzt sein aus mehr als einer metallischen Komponente, und ferner kann jeder Kontakt einen oder mehrere metallische Vorsprünge 321(1)..321(16), angeordnet auf der unteren Oberfläche von der Kontaktanordnung, haben. 30I stellt die Ansicht von unten einer Ausführungsform mit acht Kontakten dar, in der jeder Kontakt zwei Vorsprünge hat. 30J zeigt eine Seitenansicht von einer beispielhaften Kontaktanordnung 316a, 316b, in der zu sehen ist, dass die biegbaren Kämme 325(1)..325(8) eine größere Distanz von dem Boden der Kontaktanordnung hinausragen als die Kontaktvorsprünge 321(1)..321(16).
  • Es wird jetzt auf die 30K und 30L Bezug genommen, um das Kontaktanordnungs-Anbring-Verfahren für eine bestimmte Ausführungsform darzustellen. Die genauen Schritte in dem Flussdiagramm, dargestellt in 31, werden verwendet, um das in dieser Ausführungsform verwendete Verfahren darzustellen. Der Massering 305 und die PCB 304 können in einer Haltevorrichtung platziert sein, um die Komponenten an ihrer Stelle zu halten (31, Schritt 130a; 30K). Die Kontaktanordnung 316a kann in dem Fenster 307 des Masserings 305 positioniert sein, und die Zentrierbolzen 323 können mit den Führungslöchern 326 in der PCB 304 (31, Schritt 130b) eingreifen. Die Kontaktanordnungs-Ausrichtungsnasen 318 können die Kontaktanordnung 316a präzise in dem Fenster 307 positionieren. Die biegbaren Kämme 325(1)..325(8) können in physikalischem Kontakt mit der PCB 304 stehen.
  • Jetzt auf die 30K Bezug nehmend, kann ein Hot-Bar-Werkzeug 328 mit einer Stufe 329 verwendet werden, um die Kontaktanordnung 316a an die PCB 304 bügelzulöten. In Schritt 130c kann das Hot-Bar-Werkzeug zu einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Löt-Bumps 313(1)..313(8) erhitzt werden. Zum Beispiel, wenn die Löt-Bumps zusammengesetzt sind aus einer Zinn/Silber/Kupfer-Legierung, aufweisend nahezu drei Prozent Silber, ein halbes Prozent Kupfer mit dem Restzinn, kann das Hot-Bar-Werkzeug über 221 Grad Celsius erhitzt werden. Je höher die Temperatur des Hot-Bar-Werkzeugs, umso schneller fließt der Lötzinn wieder. In Schritt 130d kann sich das Hot-Bar-Werkzeug hinunterbewegen in der Richtung des Pfeils 331 auf die Kontaktanordnung hin, bis es physikalisch die obere Oberfläche der Kontakte 306(i)..306(8) berührt. In Schritt 130e kann das Hot-Bar-Werkzeug die Kontaktanordnung weiter in Richtung des Pfeils 331 drücken und dabei teilweise die biegbaren Kämme 325(1)..325(8) gegen die PCB 304 deformieren. Die biegbaren Kämme können speziell für diesen Zweck ausgestaltet sein und können eine kontrollierte Menge von Kraft vermitteln, welche der Bewegung der Kontaktanordnung 316a in der Richtung des Pfeils 331 widerstrebt. Die Ausrichtungsnase 318 und die Zentrierbolzen 323 können die Kontaktanordnung zentriert in dem Fenster 307 (siehe 30A) während des Anordnungsprozesses halten. Die Stufe 329 des Hot-Bar-Werkzeugs 328 kann präzise gebildet sein, um die obere Oberfläche der Kontakte 306(1)..306(8) koplanar zu halten und bei einer kontrollierten Höhe zu halten während des Anfügeprozesses. In Schritt 130e kann die Kontaktanordnung weiter in Richtung des Pfeils gedrückt werden, bis die Kontaktvorsprünge 321(1)..321(16) in Kontakt kommen mit den Löt-Bumps 313(1)..313(8). Das Hot-Bar-Werkzeug 328 kann konfiguriert sein, um eine kontrollierte Kraft in Richtung des Pfeils 331 zu dieser Zeit zu vermitteln, so dass kein Schaden an der Kontaktanordnung resultiert.
  • Wie oben erwähnt können die Löt-Bumps 313(1)..313(8) mit dem Flussmittel beschichtet sein. In manchen Ausführungsformen kann die Beschichtung mit Flussmittel nicht nur die Benetzung des Lötzinns zu den Kontaktvorsprüngen 321(1)..321(16) verbessern, es kann ebenfalls effizienteren Hitzetransfer von den Kontakten 306(1)..306(8) zu den Löt-Bumps ermöglichen. In Schritt 130f kann das Hot-Bar-Werkzeug 328 thermische Energie durch die Kontakte und in die Löt-Bumps transferieren. Sobald eine adäquate Menge von thermischer Energie in die Löt-Bumps transferiert worden ist, können sie in einen flüssigen Zustand übergehen, wenn sie über ihre Schmelztemperatur erhitzt werden. Sobald sie in einem flüssigen Zustand sind, bieten die Löt-Bumps wenig Widerstand gegenüber zusätzlicher Bewegung der Kontaktanordnung 316a in der Richtung des Pfeils 331. In Schritt 130g kann dann die Kontaktanordnung weiter durch das Hot-Bar-Werkzeug gedrückt werden, was eine erhöhte Deformation der biegbaren Kämme 325(1)..325(8) zur Folge hat, bis das Hot-Bar-Werkzeug auf der Fläche 319a des Masserings 305 ”stoppt”. 30L stellt die Stopp-Position des Hot-Bar-Werkzeugs dar. In dieser Figur ist zu sehen, dass die Stufe 329 des Hot-Bar-Werkzeugs 328 dazu verwendet werden kann, um die obere Oberfläche der Kontakte 306(1)..306(8) in einem bekannten Abstand unterhalb der Fläche 319a des Masserings 305 präzise zu positionieren. In manchen Ausführungsformen hat die Stufe 329 eine Höhe zwischen 0,1 und 0,01 mm und vertieft somit die Kontakte 306(1)..306(8) um die gleiche Menge von der Oberfläche 319 des Masserings 305. In anderen Ausführungsformen ist die Stufe 329 nicht eingeschlossen und die Kontakte sind bündig mit der Oberfläche 319a gepresst. Jedenfalls während des Schritts 130g können die Kontaktvorsprünge 321(1)..321(16) auf der unteren Oberfläche der Kontaktanordnung 316a benetzt werden durch die verflüssigten Löt-Bumps 313(1)..313(8). In Schritt 130h kann das Hot-Bar-Werkzeug dann gekühlt werden, bis die verflüssigten Löt-Bumps auf eine Temperatur unterhalb der Liquidus-Temperatur der Lötzinn-Legierung abkühlen und sich verfestigen. In Schritt 130i kann das Hot-Bar-Werkzeug dann zurückgezogen werden, und die Anordnung kann von der Haltevorrichtung entfernt werden.
  • In manchen Ausführungsformen wird das Kontakt-Anbring-Verfahren durchgeführt auf einer Seite des Masserings 305 zu einer Zeit, während in anderen Ausführungsformen das Verfahren gleichzeitig auf beiden Seiten des Masserings durchgeführt wird. In manchen Ausführungsformen können sich die biegbaren Kämme 325(1)..325(8) zwischen 0,02 mm und 0,12 mm deformieren. In anderen Ausführungsformen können sich die biegbaren Kämme zwischen 0,05 mm und 0,09 mm deformieren. In manchen Ausführungsformen erleichtert die Erhitzung der biegbaren Kämme durch das Hot-Bar-Werkzeug 328 das Deformieren. Der teilweise bestückte Steckverbinder kann wie 30M aussehen, mit den Kontaktanordnungen 316a, 316b, installiert auf jeder Seite des Masserings 305. Der teilweise bestückte Steckverbinder kann dann gesäubert werden.
  • Der nächste Schritt der Fertigung kann das Platzieren eines teilweise bestückten Steckverbinders (siehe 30M) in ein Umspritzwerkzeug und Bilden einer thermoplastischen oder ähnlich dielektrischen Umspritzung 338 um die Kontakte 306(1)..306(8) und innerhalb des Fensters 307 des Masserings 305 (29, Schritt 132; 30M–30P) umfassen. Dieses Verfahren kann eine glatte und im Wesentlichen flache passende Oberfläche 341 in dem Kontaktbereich des Masserings 305 zur Verfügung stellen. 30N stellt das Umspritzverfahren von einer Ausführungsform dar. Ein Umspritzwerkzeug 335 kann konfiguriert sein, um gegen die oberen Oberflächen des Masserings 305 zu versiegeln. Eine Stufe 336 auf dem Spritzwerkzeug 335 kann simultan gegen die oberen Oberflächen der Kontakte 306(1)..306(8) versiegeln. Das Spritzwerkzeug kann ferner ausgestattet sein, um gegen die PCB 304 zu versiegeln. Um zeitgleich alle diese Oberflächen zu versiegeln und gegen dielektrische Umspritzungsabsonderung (overmold bleeding) zu schützen, kann das Umspritzungswerkzeug ausgerüstet sein mit federbelasteten Einsätzen, um dimensionalen Variationen der Steckverbinderkomponenten Rechnung zu tragen. Das Umspritzungswerkzeug kann auch konfiguriert sein, die dielektrische Umspritzung 338 von der Rückseite des Steckverbinders einzuspritzen, allgemein durch den Pfeil 337 gezeigt. In einer Ausführungsform hat das Umspritzungswerkzeug ein vertieftes Gate zum Einspritzen der dielektrischen Umspritzung. In manchen Ausführungsformen können die Massefedervorsprünge 324a, 324b (siehe 30F) akkurat die Position der PCB 304 innerhalb des Masserings 305 während des dielektrischen Umspritzungsverfahrens halten. In manchen Ausführungsformen kann die dielektrische Umspritzung 338 Polyoxymetyhlen (POM) sein. In anderen Ausführungsformen kann die dielektrische Umspritzung 338 ein nylonbasiertes Polymer sein.
  • 30O zeigt eine Ausführungsform nach dem Umspritzungsprozess. In manchen Ausführungsformen kann eine Passfläche 341 unterhalb der oberen Oberfläche des Masserings 305 angeordnet sein und im Wesentlichen koplanar mit der oberen Oberfläche der Kontakte 306(1)..306(8) sein. 30P zeigt einen vereinfachten Querschnitt von 30O in dem Bereich der Passfläche 341. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass sich die Passfläche 341 in einer Vertiefung unterhalb der oberen Oberfläche des Masserings befindet. In manchen Ausführungsformen kann die Vertiefung zwischen 0,01 bis 0,1 mm unterhalb der oberen Oberfläche des Masserings 305 sein. Diese Vertiefung kann die Kontakte vor berührenden Oberflächen schützen, wie beispielsweise diejenigen einer passenden Vorrichtung, die möglicherweise die Kontakte der oberen Oberfläche beschädigen kann. In manchen Ausführungsformen kann die Vertiefung sich im gesamten Umfang des Fensters 307 (siehe 30M) erstrecken. In weiteren Ausführungsformen kann die Vertiefung in manchen Bereichen tiefer und in anderen seichter sein. In anderen Ausführungsformen kann die Vertiefung tiefer sein in Richtung der Rückseite des Steckverbinders und im Wesentlichen koplanar mit der oberen Oberfläche des Masserings 305 in Richtung des fernen Endes des Steckverbinders. In wieder weiteren Ausführungsformen kann die Passfläche 341 der dielektrischen Umspritzung 338 im Wesentlichen koplanar mit der Fläche 319a des Masserings 305 sein. In manchen Ausführungsformen kann die dielektrische Umspritzung 338 verwendet werden, dabei zu helfen, die Kontakte innerhalb des Steckverbinders zu halten.
  • Wenn der Steckverbinder 300 Teil eines Kabels ist, kann der nächste Schritt der Fertigung das Anfügen eines Kabelbündels 342 an den teilweise bestückten Steckverbinder umfassen (29, Schritt 134; 30Q). Das Kabelbündel kann individuelle Leiter (z. B. Drähte) 343 haben, für das Anfügen an die Leiter-Bond-Pads 310 von PCB 304. Die individuellen Leiter können geschnitten und abisoliert werden und der Mantel des Kabelbündels kann auch geschnitten und abisoliert werden. Jeder Leiter kann an sein entsprechendes Leiter-Bond-Pad gelötet werden unter Verwendung eines automatisierten, eines halbautomatisierten oder eines manuellen Prozesses. In einer Ausführungsform sind die Leiter ausgerichtet in einer Haltevorrichtung und jeder Leiter ist automatisch mit jedem Leiter-Bond-Pad verlötet. In einer anderen Ausführungsform ist jeder Leiter an sein entsprechendes Leiter-Bond-Pad geschweißt. In manchen Ausführungsformen, in denen der Steckverbinder 300 Teil einer elektronischen Vorrichtung oder Zubehörs ist, das nicht ein Kabel an den Steckverbinder anbringt, zum Beispiel eine Docking-Station, individuelle Drähte, eine Flex-Leiterplatte oder Ähnliches, kann die Bond-Pads 304 elektrisch mit dem Schaltkreis in der Vorrichtung verbinden. Unzählige Leiteranbringprozesse können verwendet werden, ohne von der Erfindung abzuweichen.
  • Die nächsten Figuren stellen weitere beispielhafte Fertigungsschritte dar, wenn der Steckverbinder 300 Teil eines Kabels ist, wie in 30Q gezeigt. In solchen Fällen kann der nächste Schritt der Fertigung die Umspritzung eines Teils des Steckverbinders umfassen, einschließlich elektronischer Komponenten, angebracht an die PCB 304 und das Kabel (29, Schritt 136; 30R). Ein erster Umspritzungsvorgang kann durchgeführt werden, bei dem der PCB 304 in Kunststoff-Material verkapselt wird und ein Steckverbinder-Körper 347 gebildet wird. Ein zweiter Umspritzungsprozess kann danach durchgeführt werden, bei dem eine Zugentlastungshülse 348 erzeut wird, welche an die Rückseite des Steckverbinder-Körpers 347 angebracht wird und sich über das Kabel 342 für eine kurze Distanz erstreckt. In manchen Ausführungsformen kann der Steckverbinder-Körper teilweise aus gespritztem Kunststoff und teilweise aus anderen Materialien hergestellt sein. Die ersten und zweiten Umspritzungsmaterialien können von jeder Art von Kunststoff oder anderen nicht leitenden Materialien sein. In einer Ausführungsform sind beide Materialien thermoplastische Elastomere, wobei das zweite Umspritzungsmaterial einen niedrigeren Durometer hat als das erste Umspritzungsmaterial. 30R stellt eine Ausführungsform dar mit einer zweiteiligen leitenden Metallabschirmung 345a, 345b, die über einen Teil des Steckverbinder-Körpers 347 installiert sein kann und elektrisch an den Massering 305 mit der Nase 346 verbunden sein kann. In manchen Ausführungsformen kann die Abschirmung 345a, 345b zuerst installiert sein und der Steckverbinder-Körper 347 kann in einem nachfolgenden Vorgang gespritzt werden. In manchen Ausführungsformen kann die Abschirmung 346 an den Massering 305 geschweißt sein. In manchen Ausführungsformen kann die Abschirmung 345a, 345b aus Stahl hergestellt sein, während in anderen Ausführungsformen Kupfer- oder Zinnlegierungen verwendet werden können.
  • Der nächste Schritt der Fertigung kann das Anbringen eines Gehäuses 349 an den Körper 347 umfassen (29, Schritt 138; 30R–30T). In 30R ist das Gehäuse 349 dargestellt in einer vormontierten Position, angeordnet auf dem Kabelbündel 342. Das Gehäuse kann geeignet dimensioniert sein, um über den Steckverbinder-Körper 347 zu gleiten und im Wesentlichen den Steckverbinder-Körper innerhalb des Gehäuses zu umschließen. Das Gehäuse kann aus jeder Art von Kunststoff oder anderen nicht leitenden Materialien hergestellt sein und in einer Ausführungsform aus ABS hergestellt sein.
  • Eine Querschnittsansicht des Gehäuses 349 ist in 30S gezeigt. Diese Figur stellt weiter das Bond-Material 350, welches an zwei Stellen an einer inneren Oberfläche des Gehäuses 349 deponiert wird, dar. Das Bond-Material kann mit einer Spritze und einer Nadelanordnung 351 wie gezeigt deponiert werden, oder es kann mit unzähligen anderen Techniken deponiert sein, ohne von der Erfindung abzuweichen. Der letzte Fertigungsschritt ist in 30T gezeigt und umfasst das Gleiten des Gehäuses 349 über den Steckverbinder-Körper 347, bis das Gehäuse im Wesentlichen den Steckverbinder-Körper umfasst.
  • Das Bond-Material 350 kann ausgehärtet sein, wobei die innere Oberfläche des Gehäuses 349 an die äußere Oberfläche des Steckverbinder-Körpers 347 geklebt wird. In manchen Ausführungsformen kann das Bond-Material ein Cyanoacrylat sein, das bei der Präsenz von Feuchtigkeit aushärtet. In anderen Ausführungsformen kann das Bond-Material ein Epoxid oder Urethan sein, das wärmegehärtet ist. Andere Bond-Materialen sind aus dem Stand der Technik bekannt und können eingesetzt werden, ohne von der Erfindung abzuweichen.
  • Ausführungsformen der Erfindung sind für eine Vielzahl von elektronischen Vorrichtungen geeignet, einschließlich jeder Vorrichtung, die unter anderem Audio-, Video- oder Datensignale empfängt oder sendet. In manchen Fällen sind Ausführungsformen der Erfindung besonders geeignet für tragbare elektronische Medienvorrichtungen wegen ihres möglicherweise kleinen Formfaktors. Wie hier verwendet, umfasst eine elektronische Medienvorrichtung mindestens eine elektronische Komponente, die verwendet werden kann, um von Menschen wahrnehmbare Medien zu präsentieren. Solche Vorrichtungen können beispielsweise umfassen tragbare Musik-Player (z. B. MP3-Vorrichtungen und die iPod-Vorrichtungen von Apple), tragbare Video-Player (z. B. tragbare DVD-Player), Mobiltelefone (z. B. Smartphones wie beispielsweise die iPhone-Vorrichtungen von Apple), Videokameras, Digitalkameras, Projektionssysteme (z. B. holographische Projektionssysteme), Spielesysteme, PDAs, Desktop-Computer sowie Tablets (z. B. die iPad-Vorrichtungen von Apple), Laptop oder andere mobile Computer. Manche dieser Vorrichtungen können konfiguriert sein, um Audio, Video oder andere Daten- oder sensorische Ausgabe bereitzustellen.
  • 32 ist ein vereinfachtes illustriertes Blockdiagramm, das eine elektronische Medienvorrichtung 400 darstellt, die eine Audiosteckerbuchse 405 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufweist. Die elektronische Medienvorrichtung 400 kann auch, unter anderen Komponenten, eine Steckerbuchse 410, eine oder mehrere Nutzereingabekomponenten 420, eine oder mehrere Ausgabe-Komponenten 425, Steuerungsschaltung 430, Grafikschaltung 435, einen Bus 440, einen Speicher 445, eine Speichervorrichtung 450, Kommunikationsschaltung 455 und POM (Positions-, Orientierungs- oder Bewegungssensor) Sensoren 460 aufweisen. Die Steuerungsschaltung 430 kann mit den anderen Komponenten der elektronischen Medienvorrichtung 400 (z. B. über den Bus 440) kommunizieren, um den Betrieb der elektronischen Medienvorrichtung 400 zu steuern. In manchen Ausführungsformen kann die Steuerungsschaltung 430 Anweisungen, die in einem Speicher 445 gespeichert sind, ausführen. Die Steuerungsschaltung 430 kann auch in Betrieb sein, um die Performance der elektronischen Medienvorrichtung 400 zu steuern. Die Steuerungsschaltung 430 kann beispielsweise einen Prozessor, einen Mikrocontroller und einen Bus (z. B. zum Senden von Anweisungen an die anderen Komponenten der elektronischen Medienvorrichtung 400) aufweisen. In manchen Ausführungsformen kann die Steuerungsschaltung 430 auch das Display und Verarbeitungseingaben, empfangen von der Eingabekomponente 420, betreiben.
  • Der Speicher 445 kann eine oder mehrere verschiedene Arten von Speicher aufweisen, die verwendet werden können, um Funktionen der Vorrichtung durchzuführen. Zum Beispiel kann der Speicher 445 Cache, Flash Memory, ROM, RAM und Hybridarten von Speichern umfassen. Der Speicher 445 kann auch Firmware für die Vorrichtung und seine Anwendungen (z. B. Betriebssystem, Nutzerschnittstellenfunktionen und Prozessorfunktionen) speichern. Die Speichervorrichtung 450 kann ein oder mehrere geeignete Speichermedien oder Mechanismen aufweisen, wie beispielsweise eine magnetische Festplatte, ein Flash-Laufwerk, ein Bandlaufwerk, ein optisches Laufwerk, einen Permanentspeicher (beispielsweise ROM), einen Semipermanentspeicher (beispielsweise RAM) oder Cache aufweisen. Die Speichervorrichtung 450 kann verwendet werden zum Speichern von Medien (z. B. Audio- oder Videodateien), Text, Bilder, Grafiken, Werbung oder jede andere geeignete, nutzerspezifische oder globale Information, die durch die elektronische Medienvorrichtung 400 verwendet werden kann. Die Speichervorrichtung 450 kann auch Programme oder Anwendungen speichern, die auf der Steuerungsschaltung 430 laufen können, kann Dateien, formatiert zum Lesen und editiert durch eine oder mehrere der Anwendungen, erhalten und jede zusätzliche Datei speichern, die dem Betrieb von einer oder mehreren Anwendungen (z. B. Dateien mit Metadaten) helfen kann. Es versteht sich, dass jede der Informationen, die auf der Speichervorrichtung 450 gespeichert ist, stattdessen in dem Speicher 445 gespeichert sein kann.
  • Die elektronische Medienvorrichtung 400 kann auch Eingabe-Komponente 420 und die Ausgabe-Komponente 425 aufweisen, um dem Nutzer die Fähigkeit zur Verfügung zu stellen, mit der elektronischen Medienvorrichtung 400 zu interagieren. Zum Beispiel können die Eingabe-Komponente 420 und die Ausgabe-Komponente 425 eine Schnittstelle für einen Nutzer bereitstellen, um mit einer Anwendung, die auf der Steuerungsschaltung 430 läuft, zu interagieren. Die Eingabe-Komponente 420 kann eine Vielzahl von Formen annehmen, beispielsweise als eine Tastatur/Keypad, Trackpad, Maus, Klickrad, Kontaktfläche, Stylus oder Touchscreen. Die Eingabe-Komponente 420 kann auch eine oder mehrere Vorrichtungen zur Nutzerauthentifizierung (z. B. Smart-Card-Leser, Fingerabdruckleser oder Irisscanner) umfassen wie auch eine Audio-Eingabe-Vorrichtung (z. B. ein Mikrofon) oder eine Video-Eingabe-Vorrichtung (z. B. eine Kamera oder eine Webcam) zum Aufnehmen von Video oder Standrahmen. Die Ausgabe-Komponente 425 kann jedes geeignete Display umfassen, beispielsweise Liquid Crystal Display (LCD) oder ein Touchscreen-Display, Projektionsvorrichtung, Lautsprecher oder jedes geeignete System zum Präsentieren von Informationen oder Medien an einen Nutzer. Die Ausgabe-Komponente 425 kann durch Grafikschaltung 435 gesteuert werden. Die Grafikschaltung 435 kann eine Videokarte, beispielsweise eine Videokarte mit 2D-, 3D- oder Vektorgrafikeigenschaften umfassen. In manchen Ausführungsformen kann die Ausgabe-Komponente 425 auch eine Audio-Komponente umfassen, die entfernt gekoppelt ist mit der elektronischen Medienvorrichtung 400. Zum Beispiel kann die Ausgabe-Komponente 425 ein Headset, Headphone oder Ohrstecker umfassen, die an die elektronische Medienvorrichtung 400 gekoppelt sein können mit einem Kabel oder kabellos (z. B. Bluetooth-Headphone oder Bluetooth-Headset).
  • Die elektronische Medienvorrichtung 400 kann eine oder mehrere Anwendungen (z. B. Software-Anwendungen), gespeichert auf der Speichervorrichtung 450 oder in dem Speicher 445, haben. Die Steuerungsschaltung 430 kann konfiguriert sein, um Anweisungen der Anwendungen von dem Speicher 445 auszuführen. Zum Beispiel kann die Steuerungsschaltung 430 konfiguriert sein, eine Mediaplayer-Anwendung auszuführen, die veranlasst, dass Full-Motion-Video oder -Audio auf der Ausgabe-Komponente 425 präsentiert oder angezeigt wird. Andere Anwendungen, die sich auf der elektronischen Medienvorrichtung 400 befinden, können zum Beispiel eine Telefonanwendung, eine GPS-Navigationsanwendung, eine Web-Browser-Anwendung und eine Kalender- oder Organizer-Anwendung aufweisen. Die elektronische Medienvorrichtung 400 kann auch jedes geeignete Betriebssystem, wie beispielsweise Mac OS, Apple iOS, Linux oder Windows ausführen und kann ein Satz von Anwendungen, gespeichert auf der Speichervorrichtung 450 oder dem Speicher 445, aufweisen, das kompatibel ist mit dem bestimmten Betriebssystem.
  • In manchen Ausführungsformen kann die elektronische Medienvorrichtung 400 auch die Kommunikationsschaltung 455 aufweisen, um sich mit einem oder mehreren Kommunikationsnetzwerken zu verbinden. Die Kommunikationsschaltung 455 kann jede geeignete Kommunikationsschaltung operativ zum Verbinden mit einem Kommunikationsnetzwerk und zum Übertragen von Kommunikationen (z. B. Sprache oder Daten) von der elektronischen Medienvorrichtung 400 zu anderen Vorrichtungen innerhalb des Kommunikationsnetzwerks sein. Die Kommunikationsschaltung 455 kann betriebsfähig sein, um sich mit dem Kommunikationsnetzwerk unter Verwendung jedes geeigneten Kommunikationsprotokolls, wie beispielsweise zum Beispiel Wi-Fi (z. B. ein 802.11-Protokoll), Bluetooth, Hochfrequenzsysteme (z. B. 900-MHz-, 2,4-GHz- und 5,6-GHz-Kommunikationssysteme), Infrarot, GSM, GSM plus EDGE, CDMA, Quadband und andere mobile Protokolle, VOIP oder andere geeignete Protokolle zu verbinden.
  • In manchen Ausführungsformen kann die Kommunikationsschaltung 455 operativ sein, ein Kommunikationsnetzwerk unter Verwendung jedes geeigneten Kommunikationsprotokolls zu erzeugen. Die Kommunikationsschaltung 455 kann ein Kurzstreckenkommunikationsnetzwerk unter Verwendung eines Kurzstreckenkommunikationsprotokolls erzeugen, um sich mit anderen Vorrichtungen zu verbinden. Zum Beispiel kann die Kommunikationsschaltung 455 betriebsfähig sein zum Erzeugen eines lokalen Kommunikationsnetzwerks unter Verwendung des Bluetooth-Protokolls, um mit einem Bluetooth-Headset (oder jeder anderen Bluetooth-Vorrichtung) zu koppeln. Die Kommunikationsschaltung 455 kann auch eine verkabelte oder kabellose Netzwerkschnittstellenkarte (NIC), konfiguriert zum Verbinden mit dem Internet oder jedem anderen öffentlichen oder privaten Netzwerk, umfassen. Zum Beispiel kann die elektronische Medienvorrichtung 400 konfiguriert sein, um sich mit dem Internet über ein drahtloses Netzwerk zu verbinden, wie beispielsweise Packet-Radio-Netzwerk, ein RF-Netzwerk, ein mobiles Netzwerk oder jeder andere geeignete Typ von Netzwerken. Die Kommunikationsschaltung 445 kann verwendet werden zum Initiieren und Führen von Kommunikationen mit anderen Kommunikationsvorrichtungen oder Medienvorrichtungen innerhalb eines Kommunikationsnetzwerks.
  • Die elektronische Medienvorrichtung 400 kann auch jede Komponente aufweisen, die geeignet ist für die Durchführung einer Kommunikationsoperation. Zum Beispiel kann die elektronische Medienvorrichtung 400 ein Netzteil, eine Antenne, Ports oder Schnittstellen zum Koppeln an ein Host-Gerät, einen sekundären Eingabe-Mechanismus (z. B. einen ON/OFF-Schalter) oder jede andere geeignete Komponente umfassen.
  • Die elektronische Medienvorrichtung 400 kann auch POM-Sensoren 460 umfassen. Die POM-Sensoren 460 können verwendet werden zum Bestimmen des ungefähren geografischen oder physikalischen Orts der elektronischen Medienvorrichtung 400. Wie unten noch genauer beschrieben, kann der Ort der elektronischen Medienvorrichtung 400 von jeder geeigneten Trilaterations- oder Triangulationstechnik ermittelt werden, in diesem Fall können die POM-Sensoren 460 einen RF-Triangulationsdetektor oder -Sensor oder jede andere Ortungsschaltung, konfiguriert zum Bestimmen des Orts der elektronischen Medienvorrichtung 400, aufweisen.
  • Die POM-Sensoren 460 können auch einen oder mehrere Sensoren oder Schaltungen zum Detektieren der Positionsorientierung oder Bewegung der elektronischen Medienvorrichtung 400 aufweisen. Solche Sensoren und Schaltungen können zum Beispiel einachsige oder mehrachsige Beschleunigungssensoren, Drehraten- oder Trägheitssensoren (z. B. optische Gyroskope, vibrierende Gyroskope, Gasratengyroskope oder Ringgyroskope), Magnetometer (z. B. Skalar- oder vektorielle Magnetometer), Umgebungslichtsensoren, Annäherungssensoren, Bewegungssensor (z. B. ein passiver Infrarotsensor (PIR), aktiver Ultraschallsensor oder aktiver Mikrowellensensor) und lineare Geschwindigkeitssensoren aufweisen. Zum Beispiel kann die Steuerungsschaltung 430 konfiguriert sein, Daten von einem oder mehreren POM-Sensoren 460 zu lesen, um die Ortsorientierung oder Geschwindigkeit der elektronischen Medienvorrichtung 400 festzustellen. Einer oder mehrere der POM-Sensoren 460 können in der Nähe der Ausgabe-Komponente 425 positioniert sein (z. B. über, unter oder auf jeder Seite des Anzeigebildschirms der elektronischen Medienvorrichtung 400).
  • 33 stellt eine illustrative Darstellung von einer bestimmten elektronischen Medienvorrichtung 480 dar. Die Vorrichtung 480 weist eine Mehrzweckschaltfläche 482 als eine Eingabe-Komponente auf, ein Berührungsbildschirm-Anzeige 484 als eine sowohl Eingabe- als auch Ausgabe-Komponente und einen Lautsprecher 485 als eine Ausgabe-Komponente, wobei alle innerhalb des Vorrichtungsgehäuses 490 untergebracht sind. Die Vorrichtung 480 weist auch eine primäre Steckerbuchse 486 und eine Audio-Steckerbuchse 488 innerhalb des Vorrichtungsgehäuses 490 auf. Jede der Steckerbuchsen 486 und 488 kann innerhalb des Gehäuses 490 positioniert sein, so dass der Hohlraum der Steckerbuchsen, in den ein entsprechender Steckverbinder eingeführt ist, an einer äußeren Oberfläche des Vorrichtungsgehäuses lokalisiert ist. In manchen Ausführungsformen öffnet sich der Hohlraum zu einer äußeren Seitenfläche der Vorrichtung 480. Zur Vereinfachung sind interne Komponenten, wie beispielsweise die Steuerungsschaltung, Grafikschaltung, Bus, Speicher, Speichervorrichtung und andere Komponenten in 33 nicht gezeigt. Ausführungsformen der Erfindung, die hier offenbart sind, sind insbesondere geeignet für die Verwendung mit einem Stecker, der konfiguriert ist, um mit einer primären Steckerbuchse 486 zusammenzupassen, kann aber auch in manchen Ausführungsformen verwendet werden mit Audio-Steckerbuchse 488. Zusätzlich hat die elektronische Medienvorrichtung 480 in manchen Ausführungen nur eine einzelne Steckerbuchse 486, die verwendet wird, um die Vorrichtung mit anderen elektronischen Vorrichtungen physikalisch zu verknüpfen und zu verbinden (im Gegensatz zu einer drahtlosen Verbindung, welche auch verwendet werden kann).
  • Der Fachmann versteht, dass die vorliegende Erfindung in vielen anderen spezifischen Formen verkörpert sein kann, ohne die wesentlichen Eigenschaften davon zu verlassen. Zum Beispiel wurden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung oben im Bezug zu Dual-Orientierungs-Steckverbindern beschrieben. Andere Ausführungsformen weisen Steckverbinder auf, die mehr als zwei mögliche Einführungsorientierungen haben. Zum Beispiel könnte ein Steckverbindersystem gemäß der Erfindung einen Stecker aufweisen, der einen dreieckigen Querschnitt hat, um innerhalb eines dreieckigen Hohlraums einer entsprechenden Steckerbuchse in einer von drei möglichen Orientierungen zu passen; einen Stecker, der einen quadratischen Querschnitt hat und innerhalb einer Steckerbuchse in jeder der vier möglichen Einführungsorientierungen passt; einen Stecker, der einen hexagonalen Querschnitt hat, innerhalb einer entsprechenden Steckerbuchse in jeder der sechs möglichen Orientierungen zu passen; etc. Ebenso ist der Stecker der Erfindung in manchen Ausführungsformen derart gebildet, dass er in eine Steckerbuchse in einer Vielzahl von Orientierungen eingeführt werden kann, aber nur Kontakte auf einer einzigen Seite des Steckers aufweist. Solch ein Steckverbinder kann operativ gekoppelt sein in jeder seiner Vielzahl von Orientierungen mit einer Steckerbuchse, die Kontakte auf jeder ihrer Oberflächen des inneren Hohlraums hat. Als ein Beispiel könnte eine Ausführungsform des Steckers ähnlich dem Steckverbinder 80, gezeigt in den 8A–8B, Kontakte haben, die nur im Bereich 46a und nicht in dem Bereich 46b gebildet sind. Solch ein Stecker könnte operativ gekoppelt sein mit einer Steckerbuchse, beispielsweise der Steckerbuchse 85, gezeigt in den 9A–9B, in jeder der zwei Orientierungen, falls die Steckerbuchse geeignete Kontakte sowohl auf den oberen als auch den unteren Oberflächen des inneren Hohlraums 87 hat. Der Steckverbinder könnte auch operativ gekoppelt sein mit der Steckerbuchse 85, die Kontakte nur auf der oberen Oberfläche des Hohlraums 87 hat, falls es in den Hohlraum 87 mit der Seite 44a in einer ”up”-Position eingeführt ist, wie in 9A gezeigt.
  • Als noch ein weiteres Beispiel beschreiben die 13A–13C eine Ausführungsform, in der jeder Kontakt in dem Kontaktbereich 46a elektrisch verbunden ist mit einem passenden Kontakt in dem Kontaktbereich 46b auf der gegenüberliegenden Seite des Steckverbinders. In manchen Ausführungsformen ist nur eine Untermenge von Kontakten im Bereich 46a elektrisch verbunden mit den Kontakten in Bereich 46b. Als ein Beispiel, in einer Ausführungsform, die acht Kontakte aufweist, die in einer einzelnen Reihe innerhalb jedes Kontaktbereichs 46a und 46b gebildet sind, ähnlich zu dem Steckverbinder 100, gezeigt in 13A, sind die Kontakte 106(4) und 106(5) im Bereich 46a jeweils elektrisch verbunden mit entsprechenden Kontakten 106(4) und 106(5) im Bereich 46, während die Kontakte 106(1)..106(3) und 106(6)..106(8) elektrisch unabhängig voneinander sind und elektrisch unabhängig von den Kontakten innerhalb des Bereichs 46b sind. Somit kann eine solche Ausführungsform vierzehn elektrisch unabhängige Kontakte anstelle von acht haben. In wieder anderen Ausführungsformen ist keiner der Kontakte im Bereich 46a elektrisch gekoppelt mit den Kontakten im Bereich 46b. Ebenso in einer anderen Ausführungsform des Adapters 200 kann der Steckverbinder 202 ein 30-Pin-Steckverbinder mit dem Pinbelegung, gezeigt in 28B, sein, während der Steckverbinder 205 eine Acht-Kontakte-Steckerbuchse ähnlich der Steckerbuchse 140, gezeigt in 15, ist.
  • Ebenso, obwohl zahlreiche spezifische Ausführungsformen mit spezifischen Merkmalen offenbart wurden, wird der Fachmann Fälle erkennen, bei denen Merkmale von einer Ausführungsform mit den Merkmalen von einer anderen Ausführungsform kombiniert werden können. Zum Beispiel manche spezifische Ausführungsformen der Erfindung, wie oben dargelegt, wurden dargestellt mit Taschen als Rückhaltemerkmale. Einem Fachmann wird ohne Weiteres klar sein, dass jedes der anderen hier beschriebenen Rückhaltemerkmale, wie auch andere, nicht spezifisch erwähnte, anstelle oder zusätzlich zu den Taschen verwendet werden können. Ebenso wird der Fachmann unter Verwendung von nicht mehr als Routine-Experimenieren viele Äquivalente zu den spezifischen Ausführungsformen der hier beschriebenen Erfindungen erkennen oder in der Lage sein zu ermitteln. Solche Äquivalente sollen durch die folgenden Ansprüche umfasst werden.

Claims (20)

  1. Ein Stecker umfassend: eine Nase geeignet, um während eines Zusammenfüge-Ereignisses in eine Steckerbuchse eingeführt zu werden, wobei die Nase erste und zweite gegenüberliegende Oberflächen zusammen mit dritten und vierten gegenüberliegenden Oberflächen umfasst, die sich zwischen den ersten und zweiten Oberflächen erstrecken, wobei die Nase eine Breite zwischen 5–10 mm, eine Dicke zwischen 1–3 mm und eine Einführtiefe zwischen 5–15 mm aufweist; einen erster Kontaktbereich, welcher an der ersten Oberfläche der Nase gebildet ist, wobei der erste Kontaktbereich acht sequentiell nummerierte externe Kontakte umfasst, welche entlang einer ersten Reihe beabstandet sind, wobei die sequentiell nummerierten Kontakte ein erstes Paar von Datenkontakten bei den Stellen 2 und 3, ein zweites Paar von Datenkontakten an den Stellen 6 und 7, und einen ersten Leistungskontakt umfassen, welcher zwischen den ersten und zweiten Paaren von Datenkontakten positioniert ist; und wobei die Kontakte an den Stellen 1, 4, 5, und 8 DC-Signale und/oder Signale tragen, die bei einer Rate operieren, die mindestens zwei Größenordnungen langsamer ist, als eine Rate, bei der Daten über die ersten und zweiten Paaren von Datenkontakten transferiert werden können.
  2. Stecker gemäß Anspruch 1, wobei die sequentiell nummerierten Kontakte weiter einen ID-Kontakt, welcher für ein ID-Signal vorgesehen ist, und einen Zubehörleistungskontakt umfassen, welcher für ein Leistungssignal vorgesehen ist, das bei einer niedrigeren Spannung operiert als ein Leistungssignal, welches durch den ersten Leistungskontakt getragen wird.
  3. Stecker gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 weiter umfassend einen zweiten Kontaktbereich, welcher an der zweiten Hauptoberfläche der Nase gebildet ist, wobei der zweite Kontaktbereich Kontakte, welche entlang einer zweiten Reihe beabstandet sind, die die erste Reihe spiegelt, aufweist, wobei jeder individuelle Kontakt in der zweiten ersten Reihe mit einem Kontakt in der zweiten Reihe elektrisch verbunden ist.
  4. Stecker gemäß Anspruch 3, wobei das erste Paar von Datenkontakten in der ersten Reihe in einem gespiegelten Verhältnis positioniert ist und mit einem Paar von Datenkontakten in der zweiten Reihe elektrisch gekoppelt ist und das zweite Paar von Datenkontakten in der ersten Reihe in einem gespiegelten Verhältnis positioniert ist und mit einem Paar von Datenkontakten in der zweiten Reihe elektrisch gekoppelt ist.
  5. Stecker gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei der erste Leistungskontakt in der ersten Reihe von Kontakten elektrisch gekoppelt ist mit einem zweiten Leistungskontakt in der zweiten Reihe von Kontakten und die ersten und zweiten Leistungskontakte in einer diagonalen Beziehung zueinander entlang einer Mittellinie des Steckverbinders positioniert sind.
  6. Stecker gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, weiterhin aufweisend einen Metallrahmen, welcher eine Form der Nase definiert, wobei der Metallrahmen eine erste Öffnung an der ersten Oberfläche der Nase umfasst, in welcher der erste Kontaktbereich gebildet ist und eine zweite Öffnung an der zweiten Oberfläche der Nase, in welcher der zweite Kontaktbereich gebildet ist; und wobei dielektrisches Material jeden Kontakt in den ersten und zweiten Reihen umgibt und jeden Kontakt in den ersten und zweiten Reihen von dem Metallrahmen elektrisch isoliert.
  7. Stecker gemäß irgendeinem der Ansprüche 3 bis 6, weiterhin aufweisend einen ersten vertieften Bereich, welcher in der dritten Seite gebildet ist, und einen zweiten vertieften Bereich, welcher in der vierten Seite gegenüberliegend des ersten vertieften Bereichs gebildet ist, wobei die ersten und zweiten vertieften Bereiche angepasst sind zum Zusammenwirken mit Rückhaltemerkmalen auf einer entsprechenden Steckerbuchse.
  8. Stecker gemäß irgendeinem der Ansprüche 3 bis 7, weiterhin aufweisend eine gedruckte Leiterplatte innerhalb des Körpers und der Nase des Steckverbinders, wobei die gedruckte Leiterplatte elektrische Leiterbahnen und Durchkontaktierungen umfasst, welche jeden Kontakt in dem ersten Kontaktbereich mit einem Kontakt in dem ersten Kontaktbereich mit einem Kontakt in dem zweiten Kontaktbereich elektrisch verbinden.
  9. Stecker gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem die sequentiell nummerierten Kontakte weiterhin einen ID-Kontakt aufweisen, welcher für ein ID-Signal bestimmt ist, und wobei der Stecker weiterhin eine Schaltung aufweist, welche operativ gekoppelt ist zum Senden von Bezeichnungs- und Kontaktkonfigurationsinformationen über den ID-Kontakt.
  10. Stecker aufweisend: eine Nase, welche angepasst ist, um in eine Steckerbuchse während eines Verbindungsereignisses in entweder einer ersten Orientierung oder einer zweiten Orientierung eingeführt zu werden, welche 180 Grad von der ersten Orientierung gedreht ist, wobei die Nase erste und zweite gegenüberliegende Oberflächen zusammen mit dritten und vierten gegenüberliegenden Oberflächen umfasst, welche sich zwischen den ersten und zweiten Oberflächen erstrecken, wobei die Nase eine Breite zwischen 5–10 mm, eine Dicke zwischen 1–3 mm und eine Einführtiefe zwischen 5–15 mm aufweist; einen ersten Kontaktbereich, welcher an der ersten Oberfläche der Nase gebildet wird, wobei der erste Kontaktbereich einen ersten Satz von acht sequentiell nummerierten externen Kontakten umfasst, welche entlang einer ersten Reihe beabstandet sind, wobei die sequentiell nummerierten Kontakte einen ersten Datenkontakt bei Stelle 2, einen zweiten Datenkontakt bei Stelle 3, einen ersten ID-Kontakt, welcher für ein ID-Signal bestimmt ist, und einen ersten Leistungskontakt aufweisen, welcher zwischen dem zweiten Datenkontakt und dem ersten ID-Kontakt positioniert ist; und einen zweiten Kontaktbereich, welcher an der zweiten Oberfläche der Nase gebildet ist, wobei der zweite Kontaktbereich einen zweiten Satz von acht externen Kontakten umfasst, welche entlang einer zweiten Reihe beabstandet sind, wo jeder individuelle Kontakt in dem zweiten Satz von Kontakten direkt gegenüber einem individuellen Kontakt in dem ersten Satz von Kontakten positioniert ist, wobei der zweite Satz von Kontakten einen dritten Datenkontakt, welcher direkt gegenüber von dem ersten Datenkontakt positioniert ist und mit diesem elektrisch gekoppelt ist, einen vierten Datenkontakt, welcher direkt gegenüber von dem zweiten Datenkontakt positioniert ist und mit diesem elektrisch gekoppelt ist, einen zweiten ID-Kontakt, welcher mit dem ersten ID-Kontakt elektrisch gekoppelt ist, und einen zweiten Leistungskontakt, welcher mit dem ersten Leistungskontakt elektrisch gekoppelt ist und in einer diagonalen Beziehung zu dem ersten Leistungskontakt zwischen dem vierten Datenkontakt und dem zweiten ID-Kontakt positioniert ist, umfasst.
  11. Stecker gemäß Anspruch 10, wobei die ersten und zweiten Paare von Datenkontakten Hochgeschwindigkeitsdatenkontakte sind, die bei einer Rate operieren, die mindestens zwei Größenordnungen schneller ist, als eine Betriebsrate von Signalen auf Kontakten an den Stellen 1, 4, 5 und 8.
  12. Stecker gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die sequentiell nummerierten Kontakte in der ersten Reihe weiterhin einen ersten Zubehörleistungskontakt aufweisen, welcher für ein Leistungssignal bestimmt ist, welches bei einer niedrigeren Spannung als ein Leistungssignal, welches durch den ersten Leistungskontakt getragen wird, betrieben wird, und die sequentiell nummerierten Kontakten in der zweiten Reihe weiterhin einen zweiten Zubehörleistungskontakt aufweisen, welcher mit dem ersten Zubehörleistungskontakt elektrisch gekoppelt ist.
  13. Stecker gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, bei welchem der erste Satz von acht sequentiell nummerierten externen Kontakten weiterhin einen fünften von Datenkontakten bei Stelle 6 und einen sechsten Datenkontakt bei Stelle 7 umfasst; und wobei der zweite Satz von acht Kontakten weiterhin einen siebten Datenkontakt, welcher direkt gegenüber von dem fünften Datenkontakt positioniert ist und mit diesem elektrisch gekoppelt ist, und einen achten Datenkontakt, welcher direkt gegenüber von dem sechsten Datenkontakt positioniert ist und mit diesem elektrisch gekoppelt ist, umfasst.
  14. Stecker gemäß Anspruch 13, bei welchem die ersten und zweiten Datenkontakte als ein Paar von differenziellen Datenkontakten betrieben werden und die fünften und sechsten Datenkontakte als ein Paar von seriellen Sende- und Empfangs-Datenkontakten betrieben werden.
  15. Stecker gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, weiterhin aufweisend: einen Metallrahmen, welcher eine Form der Nase definiert, wobei der Metallrahmen eine erste Öffnung an der ersten Oberfläche der Nase, in welcher der erste Kontaktbereich gebildet ist, und eine zweite Öffnung an der zweiten Oberfläche der Nase, in welcher die zweite Kontaktbereich gebildet ist, umfasst; dielektrisches Material, welches zwischen dem Metallrahmen und jedem Kontakt in den ersten und zweiten Reihen eingefüllt ist; und ein erstes Rückhaltemerkmal, welches in der dritten Seite gebildet ist, und ein zweites Rückhaltemerkmal, welches in der vierten Seite gegenüberliegend dem ersten vertieften Bereich gebildet ist, wobei die ersten und zweiten Rückhaltemerkmale angepasst sind zum Zusammenwirken mit den Rückhaltemerkmalen auf einer entsprechenden Steckerbuchse.
  16. Ein reversibler Stecker umfassend: einen Körper; eine 180°-symmetrische Nase, welche mit dem Körper verbunden ist und sich von diesem weg erstreckt, wobei die Nase erste und zweite gegenüberliegende Oberflächen zusammen mit dritten und vierten gegenüberliegenden Oberflächen aufweist, die sich zwischen den ersten und zweiten Oberflächen erstrecken, wobei die Nase eine Breite von zwischen 5–10 mm, eine Dicke von zwischen 1–3 mm und eine Einführtiefe von zwischen 5–15 mm aufweist; einen ersten Kontaktbereich, welcher an der ersten Oberfläche der Nase gebildet ist, wobei der erste Kontaktbereich einen ersten Satz von acht sequentiell nummerierten externen Kontakten, welche entlang einer ersten Reihe beabstandet sind, aufweist, wobei die sequentiell nummerierten Kontakte ein erstes Paar von Datenkontakten an den Stellen 2 und 3, ein zweites Paar von Datenkontakten an den Stellen 6 und 7 und einen ersten Leistungskontakt aufweisen, welcher zwischen den ersten und zweiten Paaren von Datenkontakten positioniert ist; einen zweiter Kontaktbereich, welcher an der zweiten Oberfläche der Nase gebildet ist, wobei der zweite Kontaktbereich einen zweiten Satz von acht externen Kontakten umfasst, welche entlang einer zweiten Reihe, wo jeder individuelle Kontakt in dem zweiten Satz von Kontakten direkt gegenüber einem individuellen Kontakt in dem ersten Satz von Kontakten positioniert ist, beabstandet sind, wobei der zweite Satz von Kontakten ein drittes Paar von Datenkontakten, die mit dem ersten Paar von Datenkontakten elektrisch gekoppelt sind, ein viertes Paar von Datenkontakten, welche mit dem zweiten Paar von Datenkontakten elektrisch gekoppelt sind, und einen zweiten Leistungskontakt aufweist, welcher in einer diagonalen Beziehung zu dem ersten Leistungskontakt positioniert ist und mit diesem elektrisch gekoppelt ist; erste und zweite Rückhaltemerkmale, welche auf den dritten bzw. vierten Oberflächen gebildet sind, und angepasst sind, um mit den Rückhaltemerkmalen auf einer entsprechenden Steckerbuchse einzugreifen.
  17. Stecker gemäß Anspruch 16, wobei: das erste Paar von Datenkontakten einen ersten Datenkontakt und einen zweiten Datenkontakt umfasst, wobei das zweite Paar von Datenkontakten einen dritten Datenkontakt und einen vierten Datenkontakt umfasst, wobei das dritte Paar von Datenkontakten einen fünften Datenkontakt und einen sechsten Datenkontakt umfasst, und das vierte Paar von Datenkontakten einen siebten Datenkontakt und einen achten Datenkontakt umfasst; und der erste Datenkontakt direkt gegenüber dem dritten Datenkontakt positioniert ist und mit diesem elektrisch gekoppelt ist, der zweite Datenkontakt direkt gegenüber dem vierten Datenkontakt positioniert ist und mit diesem elektrisch gekoppelt ist, der fünfte Datenkontakt direkt gegenüber dem siebten Datenkontakt positioniert ist und mit diesem elektrisch gekoppelt ist und der sechste Datenkontakt direkt gegenüber dem achten Datenkontakt positioniert ist und mit diesem elektrisch gekoppelt ist.
  18. Stecker gemäß einem der Ansprüche 16 oder 17, wobei eines der ersten und zweiten Paare von Datenkontakten als ein Paar von differentiellen Datenkontakten operiert und das andere der ersten und zweiten Paare von Datenkontakten als ein Paar von seriellen Sende- und Empfangs-Datenkontakten operiert.
  19. Stecker gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei: die sequentiell nummerierten Kontakte in der ersten Reihe weiter einen ersten ID-Kontakt, welcher für ein ID-Signal bestimmt ist, und einen ersten Zubehörleistungskontakt umfassen, welcher für ein Leistungssignal bestimmt ist, welches bei einer niedrigeren Spannung als ein Leistungssignal operiert, welches durch den ersten Leistungskontakt getragen wird; die sequentiell nummerierten Kontakte in der zweiten Reihe weiter einen zweiten ID-Kontakt, welcher mit dem ersten ID-Kontakt elektrisch gekoppelt ist, und einen zweiten Zubehörleistungskontakt, welcher mit dem ersten Zubehörleistungskontakt elektrisch gekoppelt ist, umfassen; und die Kontakte an den Stellen 1, 4, 5 und 8 DC-Signale und/oder Signale tragen, die bei einer Rate operieren, die mindestens zwei Größenordnungen langsamer ist als die der ersten und zweiten Paare von Datenkontakten.
  20. Stecker gemäß einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei der Körper ein Gehäuse ist, das einer elektronischen Vorrichtung zugeordnet ist.
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